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陷落电子

陷入因极性介质分子偶极取向而形成的“极子”势阱中的热化电子。如果介质为固体或玻璃基体,则陷落电子有较长寿命;在液体中形成溶剂化电子是一种重要的陷落方式。

陷入因极性介质分子偶极取向而形成的“极子”势阱中的热化电子。如果介质为固体或玻璃基体,则陷落电子有较长寿命;在液体中形成溶剂化电子是一种重要的陷落方式。

电离辐射与物质相互作用过程中产生的次级电子仍有较高的能量(>100电子伏),具有继续激发或电离周围介质分子的能力。通过与介质分子的作用,次级电子的能量逐渐消耗而慢化,丧失激发或电离介质分子的能力,直到它们的动能与介质分子的热能等同,成为热化电子。在能量降到热能之前,如已脱离母体离子的库仑场束缚而漂离母体离子一定距离(平均为几纳米),则这种热化电子才有可能成为陷落电子或溶剂化电子。

热化电子在介质中自由漂移,继续与介质分子相互作用,损失能量。如果介质分子极性较大(如水分子),热化电子自身引起的电场使原先无规取向的介质分子偶极沿电场方向重新排列,形成极子,极子的正端朝向热化电子,致使热化电子陷落入由它们自身制造的极子势阱中,成为陷落电子或溶剂化电子esolv。如果介质是水分子,又叫水化电子eaq:

但也有理论认为介质中的“阱”是预存在的。

陷落电子的几何构型分为键合取向和偶极取向两种。以水化电子为例,最合理的模型是四个水分子与一个热化电子构成四面体结构。电子陷入中心缺陷位置时,四面体角上的水分子偶极取向,其正端 (H)都朝向电子。六个水分子与一个热化电子组成水化电子是键合取向八面体构型。陷落电子的半寿期也因介质分子而异,水化电子的半寿期为8×10-4秒。   测定陷落电子产额的方法有动态吸收光谱、特征单重态顺磁共振谱和化学俘获法等。


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