بررسی سطح مقطع برخورد دیمرهای با مرز پروتون در فاز گازی

دیمرهای با مرز پروتون با فرمول عمومی ‏‎(ah+a)‎‏ یون هایی هستند که در آنها دو مونومر از طریق یک پروتون به هم متصل شده اند هدف از این تحقیق بررسی سطح مقطع دیمرهای با مرز پوتون و مقایسه آن با سطح مقطع مونومر های پروتون دار شده مربوطه می باشد. این دیمرها از واکنش بین یک مونومر پروتون دار شده و یک مونومر خنثی تولید می شوند. در این تحقیق از یک دستگاه طیف سنج تحرک یونی استفاده شده است. این روش تحرک یون ها را اندازه گیری می کند که وابسته به سطح مقطع برخورد آنها با مولکول گاز شناور می باشد. انتظار می رود که سطح مقطع برخورد یون های دیمر حداقل دو برابر سطح مقطع برخورد یون های مونومر باشد. ولی مشاهدات تجربی نشان می دهد که این نسبت بسته به نوع ماده از 1/1 تا 5/1 تغییر می کند وبرای همه مواد با افزایش دما به سمت یک مقدار ثابت میل می کند دراین پروژه سعی شده است که این رفتار با کروی در نظر گرفتن مونومر و دمبلی در نظر گرفتن دیمر توجیه شود. اساس این فرض بر این استوار است که یون های کوچک (مونومر) در فاصله بین دو برخورد متوالی چرخش های زیادی انجام می دهند. و شکل ظاهری آنها به صوت کره به نظر می آید . اما یون های بزرگ (دیمر) فرکانش چرخش کمتر داشته و نمی توان آنها را یک کره به شعاع دو برابر مونومر در نظر گرفت بلکه به صورت یک دمبل به نظر می آیند. با توجه به این مطلب نسبت سطح مقطع های برخورد یون دیمر به مونومر محاسبه شده و مشاهده شد که این نسبت برابر 66/1 و تقریبا مستقل از نوع ماده است. از آنجا که یون به در دماهای پایین توسط مولکول آب و گاز پوشیده می شوند ، افزایش دما باعث شکسته شدن خوشه های یونی شده و یون ها آزاد و بدون پوشش می شوند. بنابراین در دمای بالا می توان سطح مقطع واقعی یون هارا اندازه گیری کرد. دیمرهای با مرز پروتون می توانند به صورت نامتقارن نیز باشند . در ادامه این تحقیق نشان داده می شوند که سطح مقطع این نوع دیمرها برابر متوسط حسابی سطح مقطع دیمرهای متقارن یعنی ‏‎ah+a , bh+b‎‏ می باشد.