Formation of the excited NH(A3Π) free radicals in the photodissociation of isoxazole (C3H3NO) molecules has been studied over the 14-22 eV energy range using photon-induced fluorescence spectroscopy. The NH(A3Π) is produced through excitation of the isoxazole molecules into higher-lying superexcited states. Observation of the NH radical, which is not a structural unit of the isoxazole molecule, corroborates the hydrogen atom (or proton) migration within the molecule prior to dissociation. The vertical excitation energies of the superexcited states were determined and the dissociation mechanisms of isoxazole are discussed. The density functional and ab initio quantum chemical calculations have been performed to study the mechanism of the NH formation.

1.
H. F.
Schaefer
 III
,
Acc. Chem. Res.
12
,
288
(
1979
).
2.
H.
Xu
,
T.
Okino
,
K.
Nakai
, and
K.
Yamanouchi
,
Progress in Ultrafast Intense Laser Science VII
, edited by
K.
Yamanouchi
,
D.
Charambidis
, and
D.
Normand
(
Springer
,
Berlin
,
2011
).
3.
K.
Hoshina
,
Y.
Furukawa
,
T.
Okino
, and
K.
Yamanouchi
,
J. Chem. Phys.
129
,
104302
(
2008
).
4.
K. M.
Ervin
,
J.
Ho
, and
W. C.
Lineberger
,
J. Chem. Phys.
91
,
5974
(
1989
).
5.
N.
Chang
,
M.
Shen
, and
C.
Yu
,
J. Chem. Phys.
106
,
3237
(
1997
).
6.
J.
Levin
,
H.
Feldman
,
A.
Baer
,
D.
Ben-Hamu
,
O.
Heber
,
D.
Zajfman
, and
Z.
Vager
,
Phys. Rev. Lett.
81
,
3347
(
1998
).
7.
M. P.
Jacobson
and
R. W.
Field
,
J. Phys. Chem. A
104
,
3073
(
2000
).
8.
R.
Locht
and
M.
Davister
,
Chem. Phys.
195
,
443
(
1995
).
9.
Y. H.
Jiang
,
A.
Rudenko
,
O.
Herrwerth
,
L.
Foucar
,
M.
Kurka
,
K. U.
Kühnel
,
M.
Lezius
,
M. F.
Kling
,
J.
van Tilborg
,
A.
Belkacem
,
K.
Ueda
,
S.
Düsterer
,
R.
Treusch
,
C. D.
Schröter
,
R.
Moshammer
, and
J.
Ullrich
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
263002
(
2010
).
10.
M. E.
Madjet
,
Z.
Li
, and
O.
Vendrell
,
J. Chem. Phys.
138
,
094311
(
2013
).
11.
T.
Osipov
,
C. L.
Cocke
,
M. H.
Prior
,
A.
Landers
,
Th.
Weber
,
O.
Jagutzki
,
L.
Schmidt
,
H.
Schmidt-Böcking
, and
R.
Dörner
,
Phys. Rev. Lett.
90
,
233002
(
2003
).
12.
T. S.
Zyubina
,
Y. A.
Dyakov
,
S. H.
Lin
,
A. D.
Bandrauk
, and
A. M.
Mebel
,
J. Chem. Phys.
123
,
134320
(
2005
).
13.
A.
Hishikawa
,
A.
Matsuda
,
M.
Fushitani
, and
E. J.
Takahashi
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
258302
(
2007
).
14.
A.
Hishikawa
,
A.
Matsuda
,
E. J.
Takahashi
, and
M.
Fushitani
,
J. Chem. Phys.
128
,
084302
(
2008
).
15.
H.
Hasegawa
,
A.
Hishikawa
, and
K.
Yamanouchi
,
Chem. Phys. Lett.
349
,
57
(
2001
).
16.
T.
Okino
,
Y.
Furukawa
,
P.
Liu
,
T.
Ichikawa
,
R.
Itakura
,
K.
Hoshina
,
K.
Yamanouchi
, and
H.
Nakano
,
Chem. Phys. Lett.
423
,
220
(
2006
).
17.
H.
Xu
,
C.
Marceau
,
K.
Nakai
,
T.
Okino
,
S.-L.
Chin
, and
K.
Yamanouchi
,
J. Chem. Phys.
133
,
071103
(
2010
).
18.
H.
Xu
,
T.
Okino
, and
K.
Yamanouchi
,
J. Chem. Phys.
131
,
151102
(
2009
).
19.
H.
Xu
,
T.
Okino
,
K.
Nakai
,
K.
Yamanouchi
,
S.
Roither
,
X.
Xie
,
D.
Kartashov
,
M.
Schöffler
,
A.
Baltuska
, and
M.
Kitzler
,
Chem. Phys. Lett.
484
,
119
(
2010
).
20.
S.-H.
Lee
,
Y. T.
Lee
, and
X.
Yang
,
J. Chem. Phys.
120
,
10992
(
2004
).
21.
W.
Fuß
,
W. E.
Schmid
, and
S. A.
Trushin
,
Chem. Phys.
316
,
225
(
2005
).
22.
K. M.
Morgan
,
M. J.
O’Connor
,
J. L.
Humphrey
, and
K. E.
Buschman
,
J. Org. Chem.
66
,
1600
(
2001
).
23.
A. C.
Davis
,
N.
Tangprasertchai
, and
J. S.
Francisco
,
Chem. Eur. J.
18
,
11296
(
2012
).
24.
Comprehensive heterocyclic chemistry
,”
The Structure, Reactions, Synthesis and Uses of Heterocyclic Compounds
, edited by
K. T.
Potts
(
Pergamon Press
,
Oxford
,
1984
), Vol.
6
, Part 4B.
25.
A.
Yokoya
,
N.
Shikazono
,
K.
Fujii
,
A.
Urushibara
,
K.
Akamatsu
, and
R.
Watanabe
,
Radiat. Phys. Chem.
77
,
1280
(
2008
).
26.
B.
Boudaiffa
,
P.
Cloutier
,
D.
Hunting
,
M. A.
Huels
, and
L.
Sanche
,
Science
287
,
1658
(
2000
).
27.
A.
Lifshitz
and
D.
Wohlfeiler
,
J. Phys. Chem.
96
,
4505
(
1992
).
28.
G. I.
Yranzo
and
E. L.
Moyano
,
Curr. Org. Chem.
8
,
1071
(
2004
).
29.
C. M.
Nunes
,
I.
Reva
,
T. M. V. D.
Pinho e Melo
,
R.
Fausto
,
T.
Šolomek
, and
T.
Bally
,
J. Am. Chem. Soc.
133
,
18911
(
2011
).
30.
K.
Okada
and
K.
Saito
,
J. Phys. Chem.
100
,
9365
(
1996
).
31.
J.
Higgins
,
X.
Zhou
, and
R.
Liu
,
J. Phys. Chem. A
101
,
7231
(
1997
).
32.
G. E.
Davico
,
J. Phys. Org. Chem.
18
,
434
(
2005
).
33.
T. J.
Wasowicz
,
A.
Kivimäki
,
M.
Coreno
, and
M.
Zubek
,
J. Phys. B
45
,
205103
(
2012
).
34.
I.
Linert
,
I.
Lachowicz
,
T. J.
Wasowicz
, and
M.
Zubek
,
Chem. Phys. Lett.
498
,
27
(
2010
).
35.
T. J.
Wasowicz
,
A.
Kivimäki
,
M.
Dampc
,
M.
Coreno
,
M.
de Simone
, and
M.
Zubek
,
Phys. Rev. A
83
,
033411
(
2011
).
36.
A.
Ehresmann
,
S.
Machida
,
M.
Ukai
,
K.
Kameta
,
M.
Kitajima
,
N.
Kouchi
,
Y.
Hatano
,
K.
Ito
, and
T.
Hayaishi
,
J. Phys. B
28
,
5283
(
1995
).
37.
C.
Lee
,
W.
Yang
, and
R. G.
Parr
,
Phys. Rev. B
37
,
785
(
1988
).
38.
R.
Ditch
eld,
W. J.
Hehre
, and
J. A.
Pople
,
J. Chem. Phys.
54
,
724
(
1971
).
39.
M.
Head-Gordon
,
J. A.
Pople
, and
M. J.
Frisch
,
Chem. Phys. Lett.
153
,
503
(
1988
).
40.
A. A.
El-Azhary
and
H. U.
Suter
,
J. Phys. Chem.
99
,
12751
(
1995
).
41.
E. G.
Robertson
,
J. Mol. Spectrosc.
231
,
50
(
2005
).
42.
L. S.
Cederbaum
and
W.
Domcke
,
Adv. Chem. Phys.
36
,
205
(
1977
).
43.
A. D.
Baker
,
D.
Betteridge
,
N. R.
Kemp
, and
R. E.
Kirby
,
Anal. Chem.
42
,
1064
(
1970
).
44.
M.
Dampc
,
B.
Mielewska
,
M. R. F.
Siggel-King
,
G. C.
King
,
B.
Sivaraman
,
S.
Ptasinska
,
N.
Mason
, and
M.
Zubek
,
Chem. Phys.
367
,
75
(
2010
).
45.
H. B.
Schlegel
,
J. Comput. Chem.
3
,
214
(
1982
).
46.
C.
Peng
and
H. B.
Schlegel
,
Israel J. Chem.
33
,
449
(
1993
).
47.
M. J.
Frisch
,
G. W.
Trucks
,
H. B.
Schlegel
 et al., GAUSSIAN 03, Gaussian, Inc., Wallingford, CT,
2003
.
48.
C. R.
Brazier
,
R. S.
Ram
, and
P. F.
Bernath
,
J. Mol. Spectrom.
120
,
381
(
1986
).
49.
R. L.
Platzman
,
Radiat. Res.
17
,
419
(
1962
).
51.
H.
Nakamura
,
Int. Rev. Phys. Chem.
10
,
123
(
1991
).
52.
I. C.
Walker
,
M. H.
Palmer
,
J.
Delwiche
,
S. V.
Hoffmann
,
P.
Limao Viera
,
N. J.
Mason
,
M. F.
Guest
,
M.-J.
Hubin-Franskin
,
J.
Heinesch
, and
A.
Giuliani
,
Chem. Phys.
297
,
289
(
2004
).
53.
E. V.
Gromov
,
C.
Lévêque
,
F.
Gatti
,
I.
Burghardt
, and
H.
Köppel
,
J. Chem. Phys.
135
,
164305
(
2011
).
54.
T.
Fuji
,
Y.-I.
Suzuki
,
T.
Hario
,
T.
Suzuki
,
R.
Mitrić
,
U.
Werner
, and
V.
Bonačić-Kouteckỳ
,
J. Chem. Phys.
133
,
234303
(
2010
).
55.
D.
Shi
,
H.
Liu
,
X.
Zhang
,
J.
Sun
,
Z.
Zhu
, and
Y.
Liu
,
J. Mol. Struct.:THEOCHEM
956
,
10
(
2010
).
56.
G.
Bouchoux
and
Y.
Hoppilliard
,
Org. Mass Spectrom.
16
,
459
(
1981
).
You do not currently have access to this content.