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氯气遇上丙烯,美妙的光化学反应

氯气和丙烯都是常见的化学气体,平常这两种气体没有“相会”的机会,今天我们借着做光化学实验的机会,看看当氯气遇上丙烯会有何其妙的反应吧!在具体介绍之前,首先跟大家科普一个知识:什么是光化学反应?光化学反应或光化作用指的是物质一般在可见光或紫外线的照射下而产生的化学反应,是由物质的分子吸收光子后所引发的反应。

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  氯气分子与丙烯分子经由紫外线照射后,会进行加成反应:

  为了研究其反应的机制,我们架设了一套真空系统。在两个不的桶中,分别充入氯气与丙烯,再充入氮气以达到想要的比例。利用流量控制器来控制氯气与丙烯的流量以控制氯气与丙烯在反应器中的分压光源则是利用汞灯搭配一个特定波长滤片,使得通过反应器的紫外光之波长落在氯分子键解离能附近的最大吸收峰。如此,便可产生氯自由基而与丙烯分子进行反应。形成的产物之后通过一个填充碳酸钾的管柱,以滤掉反应中可能生成的氯化氢分子。

    最后利用一个低温收集器(约-95℃),将产物收集起来利用质子核磁共振仪进行分析。除了实验的部分,另外还使用了理论计算软体(Gaussian 03),利用密度泛函数理论(Density fiontional theory),配合不同的基底函数;针对可能的产物、副产物、过渡态以及反应机制进行计算,并与实验结果互相对照。


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