A pozitróniumatom képződési valószínűségét és reakciókészségét befolyásoló fizikai és kémiai tényezők vizsgálata oldatokban
Angol cím
Study of the physical and chemical factors affecting the formation probability and rectivity of the positronium atom in solutions
zsűri
Kémia 1
Kutatóhely
Kémiai Intézet (Eötvös Loránd Tudományegyetem)
résztvevők
Kotschy András
projekt kezdete
2002-01-01
projekt vége
2005-12-31
aktuális összeg (MFt)
4.888
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A pályázat munkatervében megjelölt három témakörben végeztünk kutatásokat.
1. A pozitróniumképződés valószínűségének hőmérsékletfüggése tiszta oldószerekben
A spurfolyamatokra alkalmazott egyszerű, versengő reakciókra épülő modellünk által előre jelzett összefüggés a vizsgált különböző polaritású tiszta oldószerek mindegyikében inhibition constant of positronium formation and érvényesnek bizonyult. Meg tudtuk határozni a pozitron ionizációs nyomában az oldószer-rekombináció és a pozitróniumképződés egymással versengő reakcióinak aktiválásienergia-különbségeit.
2. Az o-Ps atom reakciói spincsapdákkal
Megállapítottuk, hogy az o-Ps atom mint a legegyszerűbb szabad gyök, a diffúzióvezérelt reakciókra jellemző sebességgel reagál a gyökscavenger tulajdonságú nitrozovegyületekkel mind vízben, mind metanolban, ill. azok elegyeiben. Metanol-víz elegyekben szoros korrelációt tapasztaltunk a pozitróniumképződés inhibíciójára jellemző állandó () és a szolvatált elektronokkal szembeni reakciósebességi állandó (ke) között.
3. A molekulaszerkezet és az o-Ps atommal szembeni reakciókészség közötti összefüggés
Szerves vegyületek hasonló vázszerkezetű molekulákból álló csoportjain (S-hidat tartalmazó szerves vegyületek, ill. tetrazin-származékok) tanulmányoztuk a pozitróniumatom reakciókészsége és a molekulák szerkezete közötti kapcsolatot. A mért reakciósebességi állandók és a vegyületek számított LUMO-energiái között igen erős korrelációt mutató lineáris összefüggést kaptunk.
kutatási eredmények (angolul)
Three topics have been investigated.
1. Temperature dependence of the positronium yields in pure liquids
A correlation predicted by our simple model based on the competing reaction scheme of the spur processes proved to be valid in all of the investigated pure liquids of different polarity. It was possible to determine the activation energy differences between the two main competing reaction pathways in the positron spur, i.e., solvent recombination and positronium formation.
2. Reactions of o-Ps with spin traps
o-Ps atom, the simplest free radical reacts with a diffusion controlled rate with the radical scavenger type nitroso compounds in methanol-water mixtures. Close correlation was found between the inhibition constant of positronium formation () and the reaction rate constants (ke) towards the solvated electrons.
3. Correlation between the chemical reactivity of the molecules towards the o-Ps atom and their molecular structure
The correlation between the reactivity of o-Ps atom and the molecular structure of some groups of organic compounds with a common framework (S-bridge containing organic molecules or tetrazine derivatives) was investigated. A close linear correlation was observed between the measured reaction rate constants and the calculated LUMO energies of the compounds.
Lévay B; Boros M: Temperature and Solvent Effects on the Reactions of ortho-Positronium with Nitroso Spin Traps in Methanol-Water Mixed Solvents., J Phys Chem A 108: 3471-3477, 2004
Lévay B: Temperature dependence of the positronium yields in polar and nonpolar pure liquids; an experimental test of a phenomenological model., Chem Phys 303: 97-100, 2004
Lévay B; Boros M: Az orto-pozitrónium reakciója N,N-dimetil-4-nitrozo-anilin spincsapdával, Őszi Radiokémiai Napok, Gyula, 2002. október 16-18. 40. old, 2002
Boros M; Lévay B: Az N,N-dimetil-4-nitrozo-anilin és az orto-pozitrónium reakciója különböző alkoholokban., Őszi Radiokémiai Napok, Balatonföldvár, 2003. okt. 8-10. 17. és 42. old., 2003
Lévay B: Temperature Dependence of the Probability of o-Ps Formation in Pure Liquids, 13th International Conference on Positron Annihilation, Kyoto, Japan, 7-12 September, 2003, 2003., B1-O2, 6-6., 2003
Bostai B; Faragó J; Novák Z; Lévay B; Kotschy A: Tetrazinok reakciói nukleofilekkel - hol történik a támadás?, MTA Elméleti Szerveskémiai Munkabizottság ülése, Budapest, 2002, 2002
Lévay B; Boros M: Reactions of ortho-Positronium with Free Radical Scavenger Nitroso Compounds, 7th International Workshop on Positron and Positronium Chemistry, July 7-12, 2002 Knoxville Tennessee, USA, 2002, O-10., 79-80., 2002
Lévay B; Szabó D: Reactivity of some S-bridge containing diphenyl derivatives (sulfides, sulfoxides, sulfones) towards ortho-positronium atoms in dimethylsulfoxide solution, Chem. Phys., 2006
Lévay B; Boros M: Inhibition of Positronium Formation by Nitroso Spin Trap Scavengers in Methanol-Water Mixed Solvents., Chem Phys 305: 271-276, 2004
Lévay B: A pozitrónium képződési hozamának és inhibíciójának hőmérsékletfüggése folyadékokban., Őszi Radiokémiai Napok, Eger, 2004. okt. 13-15., 16. old., 2004
Lévay B; Kotschy A; Novák Z: Correlation of the Chemical Reactivity of Some Tetrazine Derivatives with their Reactivity towards ortho-Positronium Atoms and their LUMO Energies, J. Phys. Chem. A 108: 1753-1756, 2004, 2006
