thesis

Réalisation et étude par faisceaux moléculaires croisés des réactions chimiques H₂0 à plusieurs états excités

Defense date:

Jan. 1, 1986

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Institution:

Paris 11

Disciplines:

Physics

Authors:

Directors:

Abstract EN:

This work is devoted to the study of the reactive collision 0 + H2 OH+ H in a crossed beam experiment. This process including several channels taken a part in the chemistry of the upper atmosphere as well as in the combustion of hydrogen. According to the electronic or vibrational state of the reactants, the OH radical is produced in its ground electronic state OH (X2π) or in its first excited state OH (A2Σ+). When the reactants are in their ground state, the reaction is endothermic in the conditions of the experiment (center of mass kinetic energy 0. 12 eV). The following reactions have been obtained : O(1D) + H₂ (v = O) → OH(X2π) + H(2S) and O(1D) + H₂ (v ≥ 5) → OH(A2Σ+) + H(2S). The atomic oxygen is produced in its excited state O(1D)in a radio-frequency discharge which dissociates the molecular oxygen seeded in a carrier gas (He or Ar) and the hydrogen molecules are excited vibrationally by electron bombardment. The first reaction is studied by time-of-flight measurements. In this way, it has been possible to observe the different vibrational levels on which the OH radical is produced. The analysis of this vibrational distribution shows the competition between the abstraction and insertion-dissociation mechanisms. In the second reaction, the analysis of the spontaneous fluorescence of OH (A2Σ+) reveals a very hot and non-boltzmann rotational excitation.

Abstract FR:

Ce travail est consacré à l’étude des collisions réactives O + H₂ → OH + H en faisceaux moléculaires croisés. Ce processus à plusieurs voies intervient dans la chimie de la haute atmosphère et dans la combustion de l’hydrogène ? Selon l’état électronique ou vibrationnel des réactants, le radical OH est produit dans son état électronique fondamental OH (X2 π) o dans son premier état excité OH (A2Σ+). Quand les réactants sont dans leur état fondamental, la réaction est endothermique dans les conditions de l’expérience (énergie cinétique dans le système du centre de masse ≈ 0,12 eV). Les réactions suivantes ont été réalisées : O(1D) + H₂ (v = O) → OH(X2π) + H(2S) et O(1D) + H₂ (v ≥ 5) → OH(A2Σ+) + H(2S). Une décharge radiofréquence produit l’oxygène atomique dans son état excité métastable O(D) par dissociation d’oxygène moléculaire ensemencé dans un gaz porteur (He ou Ar) et l’hydrogène est excité vibrationnellement par impact électronique. La première réaction est étudiée par temps de vol. Ainsi, il a été possible de séparer les différents niveaux de vibration des radicaux OH obtenus. L’analyse de cette distribution vibrationnelle montre la compétition entre les mécanismes d’abstraction et d’insertion plus dissociation. Dans la seconde réaction, l’analyse de la fluorescence spontanée des OH(A2Σ+) révèle une excitation rotationnelle très chaude et non blotzmannienne.