We report a photodetachment and high-resolution photoelectron imaging study of cold 2-hydroxyphenoxide anion, o − HO(C6H4)O−, cooled in a cryogenic ion trap. Photodetachment spectroscopy revealed a dipole-bound state (DBS) of the anion, 25 ± 5 cm−1, below the detachment threshold of 18ߙ784 ± 5 cm−1 (2.3289 ± 0.0006 eV ), i.e., the electron affinity of the 2-hydroxyphenoxy radical o − HO(C6H4)O⋅. Twenty-two vibrational levels of the DBS are observed as resonances in the photodetachment spectrum. By tuning the detachment laser to these DBS vibrational levels, we obtain 22 high-resolution resonant photoelectron spectra, which are highly non-Franck-Condon due to mode-selective autodetachment and the Δv = − 1 propensity rule. Numerous Franck-Condon inactive vibrational modes are observed in the resonant photoelectron spectra, significantly expanding the vibrational information that is available in traditional high-resolution photoelectron spectroscopy. A total of 15 fundamental vibrational frequencies are obtained for the o − HO(C6H4)O⋅ radical from both the photodetachment spectrum and the resonant photoelectron spectra, including six symmetry-forbidden out-of-plane modes as a result of resonant enhancement.
REFERENCES
1.
D. M.
Neumark
, K. R.
Lykke
, T.
Andersen
, and W. C.
Lineberger
, J. Chem. Phys.
83
, 4364
(1985
).2.
C. G.
Baily
, J.
Kim
, and M. A.
Johnson
, J. Phys. Chem.
100
, 16782
(1996
).3.
P.
Ayotte
, C. G.
Baily
, J.
Kim
, and M. A.
Johnson
, J. Chem. Phys.
108
, 444
(1998
).4.
J. M.
Weber
, W. H.
Robertson
, and M. A.
Johnson
, J. Chem. Phys.
115
, 10718
(2001
).5.
T.
Maeyama
, I.
Yagi
, Y.
Murota
, A.
Fujii
, and N.
Mikami
, J. Phys. Chem. A
110
, 13712
(2006
).6.
B. M.
Elliot
, L. R.
McCunn
, and M. A.
Johnson
, Chem. Phys. Lett.
467
, 32
(2008
).7.
H.
Schneider
, K. M.
Vogelhuber
, F.
Schinle
, J. F.
Stanton
, and J. M.
Weber
, J. Phys. Chem. A
112
, 7498
(2008
).8.
C. L.
Adams
, H.
Schneider
, and J. M.
Weber
, J. Phys. Chem. A
114
, 8021
(2010
).9.
W. C.
Lineberger
and T. A.
Patterson
, Chem. Phys. Lett.
13
, 40
(1972
).10.
P. L.
Jones
, R. D.
Mead
, B. E.
Kohler
, S. D.
Rosner
, and W. C.
Lineberger
, J. Chem. Phys.
73
, 4419
(1980
).11.
K. K.
Murray
, K. R.
Lykke
, and W. C.
Lineberger
, Phys. Rev. A
36
, 699
(1987
).12.
T.
Andersen
, K. R.
Lykke
, D. M.
Neumark
, and W. C.
Lineberger
, J. Chem. Phys.
86
, 1858
(1987
).13.
E. A.
Brinkman
, E.
Günther
, O.
Schafer
, and J. I.
Brauman
, J. Chem. Phys.
100
, 1840
(1994
).14.
Y. X.
Zhao
, E.
de Beer
, C. S.
Xu
, T.
Taylor
, and D. M.
Neumark
, J. Chem. Phys.
105
, 4905
(1996
).15.
J. E.
Mann
, S. E.
Waller
, D. W.
Rothgeb
, and C. C.
Jarrold
, Chem. Phys. Lett.
506
, 31
(2011
).16.
H. T.
Liu
, D. L.
Huang
, Y.
Liu
, L. F.
Cheung
, P. D.
Dau
, C. G.
Ning
, and L. S.
Wang
, J. Phys. Chem. Lett.
6
, 637
(2015
).17.
A. S.
Wightman
, Phys. Rev.
77
, 521
(1950
).18.
R. F.
Wallis
, R.
Herman
, and H. W.
Milnes
, J. Mol. Spectrosc.
4
, 51
(1960
).19.
W. R.
Garrett
, Chem. Phys. Lett.
5
, 393
(1970
).20.
O. H.
Crawford
, Mol. Phys.
20
, 585
(1971
).21.
J. A.
Stockdal
, F. J.
Davis
, R. N.
Compton
, and C. E.
Klots
, J. Chem. Phys.
60
, 4279
(1974
).22.
H.
Haberland
, C.
Ludewigt
, H. G.
Schindler
, and D. R.
Worsnop
, J. Chem. Phys.
81
, 3742
(1984
).23.
C.
Desfrancois
, B.
Baillon
, J. P.
Schermann
, S. T.
Arnold
, J. H.
Hendricks
, and K. H.
Bowen
, Phys. Rev. Lett.
72
, 48
(1994
).24.
J. H.
Hendricks
, S. A.
Lyapustina
, H. L.
de Clercq
, J. T.
Snodgrass
, and K. H.
Bowen
, J. Chem. Phys.
104
, 7788
(1996
).25.
C.
Desfrancois
, V.
Periquet
, Y.
Bouteiller
, and J. P.
Schermann
, J. Phys. Chem.
102
, 1274
(1998
).26.
N. I.
Hammer
, K.
Diri
, K. D.
Jordan
, C.
Desfrancois
, and R. N.
Compton
, J. Chem. Phys.
119
, 3650
(2003
).27.
N. I.
Hammer
, R. J.
Hinde
, R. N.
Compton
, K.
Diri
, K. D.
Jordan
, D.
Radisic
, S. T.
Stokes
, and K. H.
Bowen
, J. Chem. Phys.
120
, 685
(2004
).28.
A. H.
Zimmerman
and J. I.
Brauman
, J. Chem. Phys.
66
, 5823
(1977
).29.
R. L.
Jackson
, A. H.
Zimmerman
, and J. I.
Brauman
, J. Chem. Phys.
71
, 2088
(1979
).30.
R. L.
Jackson
, P. C.
Hiberty
, and J. I.
Brauman
, J. Chem. Phys.
74
, 3705
(1981
).31.
D. A.
Walthall
, J. M.
Karty
, B.
Ro1mer
, O.
Ursini
, and J. I.
Brauman
, J. Phys. Chem. A
109
, 8785
(2005
).32.
K. R.
Lykke
, R. D.
Mead
, and W. C.
Lineberger
, Phys. Rev. Lett.
52
, 2221
(1984
).33.
R. D.
Mead
, K. R.
Lykke
, W. C.
Lineberger
, J.
Marks
, and J. I.
Brauman
, J. Chem. Phys.
81
, 4883
(1984
).34.
K. R.
Lykke
, D. M.
Neumark
, T.
Andersen
, V. J.
Trapa
, and W. C.
Lineberger
, J. Chem. Phys.
87
, 6842
(1987
).35.
J.
Marks
, J. I.
Brauman
, R. D.
Mead
, K. R.
Lykke
, and W. C.
Lineberger
, J. Chem. Phys.
88
, 6785
(1988
).36.
K. R.
Lykke
, K. K.
Murray
, D. M.
Neumark
, and W. C.
Lineberger
, Philos. Trans. R. Soc., A
324
, 179
(1988
).37.
D. M.
Wetzel
and J. I.
Brauman
, J. Chem. Phys.
90
, 68
(1989
).38.
K.
Yokoyama
, G. W.
Leach
, J. B.
Kim
, and W. C.
Lineberger
, J. Chem. Phys.
105
, 10696
(1996
).39.
K.
Yokoyama
, G. W.
Leach
, J. B.
Kim
, W. C.
Lineberger
, A. I.
Boldyrev
, and M.
Gutowski
, J. Chem. Phys.
105
, 10706
(1996
).40.
H. T.
Liu
, C. G.
Ning
, D. L.
Huang
, P. D.
Dau
, and L. S.
Wang
, Angew. Chem., Int. Ed.
52
, 8976
(2013
).41.
X. B.
Wang
and L. S.
Wang
, Rev. Sci. Instrum.
79
, 073108
(2008
).42.
P. D.
Dau
, H. T.
Liu
, D. L.
Huang
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
137
, 116101
(2012
).43.
D. L.
Huang
, P. D.
Dau
, H. T.
Liu
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
140
, 224315
(2014
).44.
R. S.
Berry
, J. Chem. Phys.
45
, 1228
(1966
).45.
J.
Simons
, J. Am. Chem. Soc.
103
, 3971
(1981
).46.
P. K.
Acharya
, R. A.
Kendall
, and J.
Simons
, J. Am. Chem. Soc.
106
, 3402
(1984
).47.
H. T.
Liu
, C. G.
Ning
, D. L.
Huang
, and L. S.
Wang
, Angew. Chem., Int. Ed.
53
, 2464
(2014
).48.
P.
Chaudhuri
and K.
Wieghardt
, Prog. Inorg. Chem.
50
, 151
(2001
).49.
S.
Itoh
, M.
Taki
, and S.
Fukuzumi
, Coord. Chem. Rev.
198
, 3
(2000
).50.
J.
Platz
, O. J.
Nielsen
, T. J.
Wallington
, J. C.
Ball
, M. D.
Hurley
, A. M.
Straccia
, W. F.
Schneider
, and J.
Sehested
, J. Phys. Chem. A
102
, 7964
(1998
).51.
C. W.
Flickinger
, Am. Ind. Hyg. Assoc. J.
37
, 596
(1976
).52.
S. G.
Carmella
, S. S.
Hecht
, T. C.
Tso
, and D.
Hoffmann
, J. Agric. Food Chem.
32
, 267
(1984
).53.
M. B.
van Duursen
, J. T.
Sanderson
, P. C.
de Jong
, M.
Kraaij
, and M.
van den Berg
, Toxicol. Sci.
81
, 316
(2004
).54.
A. M.
Mebel
and M. C.
Lin
, J. Am. Chem. Soc.
116
, 9577
(1994
).55.
I.
Vedernikova
, E.
Proynov
, D.
Salahub
, and A.
Haemers
, Int. J. Quantum Chem.
77
, 161
(2000
).56.
M.
Nagaya
, S.
Kudoh
, and M.
Nakata
, Chem. Phys. Lett.
432
, 446
(2006
).57.
M.
Altarawneh
, B. Z.
Dlugogorski
, E. M.
Kennedy
, and J. C.
Mackie
, J. Phys. Chem. A
114
, 1098
(2010
).58.
X. B.
Wang
, Q. A.
Fu
, and J. L.
Yang
, J. Phys. Chem. A
114
, 9083
(2010
).59.
I.
Leon
, Z.
Yang
, H. T.
Liu
, and L. S.
Wang
, Rev. Sci. Instrum.
85
, 083196
(2014
).60.
L. S.
Wang
, C. F.
Ding
, X. B.
Wang
, and S. E.
Barlow
, Rev. Sci. Instrum.
70
, 1957
(1999
).61.
H. T.
Liu
, Y. L.
Wang
, X. G.
Xiong
, P. D.
Dau
, Z. A.
Piazza
, D. L.
Huang
, C. Q.
Xu
, J.
Li
, and L. S.
Wang
, Chem. Sci.
3
, 3286
(2012
).62.
P. D.
Dau
, J.
Su
, H. T.
Liu
, D. L.
Huang
, J.
Li
, and L. S.
Wang
, J. Chem. Phys.
137
, 064315
(2012
).63.
G. A.
Garcia
, L.
Nahon
, and I.
Powis
, Rev. Sci. Instrum.
75
, 4989
(2004
).64.
V.
Dribinski
, A.
Ossadtchi
, V. A.
Mandelshtam
, and H.
Reisler
, Rev. Sci. Instrum.
73
, 2634
(2002
).65.
E. P.
Wigner
, Phys. Rev.
73
, 1002
(1948
).66.
U.
Fano
, Phys. Rev.
124
, 1866
(1961
).67.
S. T.
Edwards
, M. A.
Johnson
, and J. C.
Tully
, J. Chem. Phys.
136
, 154305
(2012
).68.
J. B.
Kim
, M. L.
Weichman
, T. I.
Yacovitch
, C.
Shih
, and D. M.
Neumark
, J. Chem. Phys.
139
, 104301
(2013
).69.
P.
Hockett
, M.
Staniforth
, and K. L.
Reid
, Phys. Rev. Lett.
102
, 253002
(2009
).70.
K.
Regeta
and M.
Allan
, Phys. Rev. Lett.
110
, 203201
(2013
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
