Computational studies on chemical ionization and reaction rates of atmospherically relevant oxidized multifunctional compounds

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4412-6
Julkaisun nimi: Computational studies on chemical ionization and reaction rates of atmospherically relevant oxidized multifunctional compounds
Tekijä: Hyttinen, Noora
ISBN: 978-951-51-4412-6
Tiivistelmä: High pressure chemical ionization has recently been used with mass spectrometers to measure atmospheric molecules and molecule clusters. In anion chemical ionization, negatively charged reagent ions ionize the neutral sample molecules (or clusters) mainly by forming ion-molecule clusters. The detection of neutral molecules is highly dependent on how effective the chemical ionization process-es are, since the mass spectrometers can only detect charged molecules or clusters. This causes uncertainties in the measurements of most atmospheric trace gas molecules. In addition, mass spectrometers are able to detect only the molecular mass of the sample molecules, which means that other methods are needed to find the molecular structures of the detected compounds. In this work, we take a look at how quantum chemistry can be used to model different chemical ionization processes in a typical chemical ionization instrument, and to calculate reaction rates for unimolecular gas-phase reactions. With our computations, we were able to explain some of the experimental observations regarding the differences in the detection efficiencies of some reagent ions. The cause for the low detection efficiency of some sample molecules was found to be less stable ion-molecule clusters. Our calculations showed an increasing cluster stability for each of the studied reagent anions with the increase of the number of oxygen atoms in the sample molecule. This means that less oxygenated molecules generally have lower detection efficiencies than the more oxygenated ones. In addition, the computed reaction rate coefficients of two different unimolecular HO2 loss reaction mechanisms showed that, due to collisional stabilization, this reaction is too slow to compete with bimolecular reactions under atmospheric conditions, especially if the reactant is an oxygenated organic molecule.
Kuvaus: Maan ilmakehä sisältää typen, hapen ja hiilidioksidin lisäksi muun muassa suuren määrän erilaisia orgaanisia yhdisteitä. Aerosolihiukkasten muodostumisen kannalta erityisen mielenkiintoisia yhdisteitä ovat paljon happea sisältävät, alhaisen haihtuvuuden omaavat molekyylit. Nämä yhdisteet muodostuvat helposti haituvien molekyylien hapettumisreaktioiden tuotteina kaasufaasissa. Tuotteita voidaan mitata suoraan kaasufaasista käyttämällä massaspektrometriaa, mutta neutraalit molekyylit on varattava, ennen kuin niitä pystytään mittaamaan. Väitöskirjassa käydään läpi, kuinka laskennallisia menetelmiä on käytetty sekä hapettumisreaktioiden tutkimiseen että molekyylien varausmekanismien mallintamiseen.
URI: http://hdl.handle.net/10138/238060
URN:ISBN:978-951-51-4412-6
Päiväys: 2018-08-14


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
COMPUTAT.pdf 1.147MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot