氯氣和丙烯都是常見的化學(xué)氣體，平常這兩種氣體沒(méi)有“相會(huì)”的機(jī)會(huì)，今天我們借著做光化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，看看當(dāng)氯氣遇上丙烯會(huì)有何其妙的反應(yīng)吧！在具體介紹之前，首先跟大家科普一個(gè)知識(shí)：什么是光化學(xué)反應(yīng)？光化學(xué)反應(yīng)或光化作用指的是物質(zhì)一般在可見光或紫外線的照射下而產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，是由物質(zhì)的分子吸收光子后所引發(fā)的反應(yīng)。
氯氣分子與丙烯分子經(jīng)由紫外線照射后，會(huì)進(jìn)行加成反應(yīng)：
為了研究其反應(yīng)的機(jī)制，我們架設(shè)了一套真空系統(tǒng)。在兩個(gè)不的桶中，分別充入氯氣與丙烯，再充入氮?dú)庖赃_(dá)到想要的比例。利用流量控制器來(lái)控制氯氣與丙烯的流量以控制氯氣與丙烯在反應(yīng)器中的分壓光源則是利用汞燈搭配一個(gè)特定波長(zhǎng)濾片，使得通過(guò)反應(yīng)器的紫外光之波長(zhǎng)落在氯分子鍵解離能附近的******吸收峰。如此，便可產(chǎn)生氯自由基而與丙烯分子進(jìn)行反應(yīng)。形成的產(chǎn)物之后通過(guò)一個(gè)填充碳酸鉀的管柱，以濾掉反應(yīng)中可能生成的氯化氫分子。
最后利用一個(gè)低溫收集器(約-95℃)，將產(chǎn)物收集起來(lái)利用質(zhì)子核磁共振儀進(jìn)行分析。除了實(shí)驗(yàn)的部分，另外還使用了理論計(jì)算軟體(Gaussian 03)，利用密度泛函數(shù)理論(Density fiontional theory)，配合不同的基底函數(shù)；針對(duì)可能的產(chǎn)物、副產(chǎn)物、過(guò)渡態(tài)以及反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果互相對(duì)照。
