微分移動性分析 - 質量分析による空気中のヨウ化塩塩クラスターイオンの衝突断面

現在まで、ほとんどの衝突断面積（CCS）の予測は、剛性多原子表面からの球状のガス分子の鏡面および弾性散乱が想定されるガス分子衝突 - 反復ルールを呼び起こしました。このような予測は、ヘリウムバスガスで測定されたCCSSとよく一致することが示されていますが、多くの研究では、これらの予測は、珪藻ガス、すなわち空気および分子窒素のイオンのCCSSと一致していないことが明らかになりました。鏡面弾性弾性散乱モデルの妥当性をさらに調べるために、[mi] n [m（+）] zの形式の正に帯電したヨウ化金属クラスターイオンのCCSSを測定しました。ここで、m = na、k、rb、またはcs、n = 1-25、およびz = 1-2。測定は、差動移動分析質量分析（DMA -MS）を介して空気中に行われました。測定されたCCSSは、密度官能理論から決定された候補イオン構造を使用した鏡面弾性および拡散非弾性散乱モデルの予測と比較されます。びまん性非弾性衝突モデルからの予測は、ヨウ化ナトリウムクラスターイオンからの測定とよく一致します（5％以内）、鏡面弾性衝突モデルの予測は、ヨウ化セシウムクラスターイオン測定とよりよく一致しています。拡散非弾性および鏡面弾性予測との一致は、陽イオン腫瘤の増加とともに、それぞれ減少し、増加します。ただし、びまん性非弾性クラスターイオン予測が測定に同意しない場合でも、意見の相違はすべてのイオンのほぼ一定の要因であり、単純な線形再スーリングが測定に予測を崩壊させることを示しています。逆に、鏡面弾性予測を測定に崩壊させるために再スケーリングを使用することはできません。したがって、正確な衝突の再排出ルールはあいまいなままですが、それらは鏡面弾性ではありません。

To date, most collision cross section (CCS) predictions have invoked gas molecule impingement-reemission rules in which specular and elastic scattering of spherical gas molecules from rigid polyatomic surfaces are assumed. Although such predictions have been shown to agree well with CCSs measured in helium bath gas, a number of studies reveal that these predictions do not agree with CCSs for ions in diatomic gases, namely, air and molecular nitrogen. To further examine the validity of specular-elastic versus diffuse-inelastic scattering models, we measured the CCSs of positively charged metal iodide cluster ions of the form [MI]n[M(+)]z, where M = Na, K, Rb, or Cs, n = 1 - 25, and z = 1 - 2. Measurements were made in air via differential mobility analysis mass spectrometry (DMA-MS). The CCSs measured are compared with specular-elastic as well as diffuse-inelastic scattering model predictions with candidate ion structures determined from density functional theory. It is found that predictions from diffuse-inelastic collision models agree well (within 5%) with measurements from sodium iodide cluster ions, while specular-elastic collision model predictions are in better agreement with cesium iodide cluster ion measurements. The agreement with diffuse-inelastic and specular-elastic predictions decreases and increases, respectively, with increasing cation mass. However, even when diffuse-inelastic cluster ion predictions disagree with measurements, the disagreement is of a near-constant factor for all ions, indicating that a simple linear rescaling collapses predictions to measurements. Conversely, rescaling cannot be used to collapse specular-elastic predictions to measurements; hence, although the precise impingement reemission rules remain ambiguous, they are not specular-elastic.