Ως βασικός πρόδρομος στον σχηματισμό νέων σωματιδίων, το θειικό οξύ (H₂ΕΤΣΙ₄) παίζει σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό αερολυμάτων και νεφών στην ατμόσφαιρα. Τα μόρια θειικού οξέος αέριας φάσης μπορούν εύκολα να σχηματίσουν μοριακές συστάδες στην αρχή της πυρήνωσης μέσω δεσμών υδρογόνου και άλλων αλληλεπιδράσεων. Επομένως, μελέτη της δομής και της φασματοσκοπίας του H₂ΕΤΣΙ₄ και οι συστάδες θειικού οξέος-νερού είναι μεγάλης σημασίας για την αποκάλυψη του μηχανισμού πυρήνωσης νέων σωματιδίων.

Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Zhang Weijun από τα Ινστιτούτα Φυσικής Επιστήμης Hefei (HFIPS) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS), σε συνεργασία με επιστήμονες από το Synchrotron SOLEIL, Γαλλία, απέκτησαν πρόσφατα το υψηλής ανάλυσης αργό φάσμα φωτοηλεκτρονίων (SPES) του H₂ΕΤΣΙ₄ και παρατήρησε τρεις ηλεκτρονικές καταστάσεις του H₂ΕΤΣΙ₄+, Χ²Α, Α²Α και Β²Α, σε συνδυασμό με υψηλού επιπέδου θεωρητικά αποτελέσματα.

Για πρώτη φορά, το «καθαρό» υψηλής ανάλυσης SPES του H₂ΕΤΣΙ₄ βρέθηκε, χωρίς μολύνσεις από άλλα είδη στη συνεχή μοριακή δέσμη.

Οι ερευνητές ερεύνησαν τον υπεριώδες φωτοϊονισμό του κενού του θειικό οξύ, χρησιμοποιώντας την υπερσύγχρονη μέθοδο διπλής απεικόνισης σύμπτωσης φωτοηλεκτρονίων φωτοηλεκτρονίου που συμπληρώνεται με θεωρητικούς υπολογισμούς.

Η ενέργεια αδιαβατικού ιοντισμού του H₂ΕΤΣΙ₄ προς το Χ²Μια κατιονική θεμελιώδης κατάσταση ήταν σε καλή συμφωνία με τα θεωρητικά δεδομένα υψηλής ακρίβειας στη βιβλιογραφία, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Όταν αυξάνονται οι ενέργειες των φωτονίων, το H₂ΕΤΣΙ₄+ κατιόν που διασπάται σε HSO₃θραύσματα + και ΟΗ. Επιπλέον, οι ενθαλπίες σχηματισμού για το είδος προσδιορίστηκαν με θερμοχημικό κύκλο.

Βελτιστοποιημένες δομές του H₂ΕΤΣΙ₄ (trans και cis conformers) και HSO₃, καθώς και τα επιμέρους κατιόντα τους, στις βασικές ηλεκτρονικές καταστάσεις. Πίστωση: Lin Xiaoxiao

Αυτή η εργασία παρέχει θεμελιώδη δεδομένα και μέθοδο μέτρησης για τη σε βάθος κατανόηση του μηχανισμού πυρηνοποίησης της ατμόσφαιρας.

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Φυσικοχημεία Χημική Φυσική.