We present a comprehensive revisited experimental high-resolution vacuum ultraviolet (VUV) photoabsorption spectrum of ammonia, NH3, covering for the first time the full 5.4–10.8 eV energy-range, with absolute cross sections determined. The calculations on the vertical excitation energies and oscillator strengths were performed using the equation-of-motion coupled cluster method restricted to single and double excitation levels and used to help reanalyze the observed Rydberg structures in the photoabsorption spectrum. The VUV spectrum reveals several new features that are not previously reported in the literature, with particular reference to the vibrational progressions of the (), the (), and the () absorption bands. In addition, new Rydberg members have been identified in , where n > 3 has not been reported before as well as in and in . The measured absolute photoabsorption cross sections have been used to calculate the photolysis lifetime of ammonia in the Earth’s atmosphere (0–50 km).
REFERENCES
1.
A.
Sternberg
and A.
Dalgarno
, Astrophys. J. Suppl. S.
99
, 565
(1995
).2.
K.
Dick
and A.
Ziko
, Astrophys. J.
182
, 609
(1973
).3.
F. Z.
Chen
, D. L.
Judge
, C. Y. R.
Wu
, and J.
Caldwell
, Planet. Space Sci.
47
, 261
(1999
).4.
Y.
Kang
, M.
Liu
, Y.
Song
, X.
Huang
, H.
Yao
, X.
Cai
, H.
Zhang
, L.
Kang
, X.
Liu
, X.
Yan
, H.
He
, Q.
Zhang
, M.
Shao
, and T.
Zhu
, Atoms. Chem. Phys.
16
, 2043
(2016
).5.
M.
Losurdo
, P.
Capezzuto
, G.
Bruno
, and E.
Irene
, Phys. Rev. B
58
, 15878
(1998
).6.
R.
Lan
, J. T. S.
Irvine
, and S.
Tao
, Sci. Rep.
3
, 1
(2013
).7.
P.
Saraswathy
, K.
Sunanda
, S.
Aparna
, and B. N.
Raja Sekhar
, Spectrosc. Lett.
43
, 290
(2010
).8.
J. A. R.
Samson
, G. N.
Haddad
, and D. A. L.
Kilcoyne
, J. Chem. Phys.
87
, 6416
(1987
).9.
L.
Reilhac
and N.
Damany
, Spectrochim. Acta A
26
, 801
(1970
).10.
A.
Nakajima
, K.
Fuke
, K.
Tsukamoto
, Y.
Yoshida
, and K.
Kaya
, J. Phys. Chem.
95
, 571
(1991
).11.
X.
Li
and C. R.
Vidal
, J. Chem. Phys.
102
, 9167
(1995
).12.
X.
Li
and C. R.
Vidal
, J. Chem. Phys.
101
, 5523
(1994
).13.
S. W.
Leifson
, Astrophys. J.
63
, 73
(1926
).14.
S. R.
Langford
, A. J.
Orr-Ewing
, R. A.
Morgan
, C. M.
Western
, M. N. R.
Ashfold
, A.
Rijkenberg
, C. R.
Scheper
, W. J.
Buma
, and C. A.
De Lange
, J. Chem. Phys.
108
, 6667
(1998
).15.
D.
Edvardsson
, P.
Baltzer
, L.
Karlsson
, B.
Wannberg
, D. M. P.
Holland
, D. A.
Shaw
, and E. E.
Rennie
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
32
, 2583
(1999
).16.
A. B. F.
Duncan
, Phys. Rev.
50
, 700
(1936
).17.
T. J.
Xia
, T. S.
Chien
, C. Y. R.
Wu
, and D. L.
Judge
, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer
45
, 77
(1991
).18.
A. B. F.
Duncan
, Phys. Rev.
47
, 822
(1935
).19.
A. E.
Douglas
and J. M.
Hollas
, Can. J. Phys.
39
, 479
(1961
).20.
A. E.
Douglas
, Discuss. Faraday Soc.
35
, 158
(1963
).21.
J. K.
Dixon
, Phys. Rev.
43
, 711
(1933
).22.
B.
Cheng
, H.
Lu
, H.
Chen
, M.
Bahou
, Y.
Lee
, A. M.
Mebel
, L. C.
Lee
, M.
Liang
, and Y. L.
Yung
, Astrophys. J.
647
, 1535
(2006
).23.
M. N. R.
Ashfold
, R. N.
Dixon
, N.
Little
, R. J.
Stickland
, and C. M.
Western
, J. Chem. Phys.
89
, 1754
(1988
).24.
M. N. R.
Ashfold
, C. L.
Bennett
, R. N.
Dixon
, P.
Fielden
, H.
Rieley
, and R. J.
Stickland
, J. Mol. Spectrosc.
117
, 216
(1986
).25.
M. N. R.
Ashfold
, C. L.
Bennett
, and R. J.
Stickland
, Comments At. Mol. Phys.
19
, 181
(1987
).26.
Y. J.
Wu
, H. C.
Lu
, H. K.
Chen
, B. M.
Cheng
, Y. P.
Lee
, and L. C.
Lee
, J. Chem. Phys.
127
, 154311
(2007
).27.
K.
Watanabe
, J. Chem. Phys.
22
, 1564
(1954
).28.
A. D.
Walsh
and P. A.
Warsop
, Trans. Faraday Soc.
57
, 345
(1961
).29.
V.
Vaida
, M. I.
McCarthy
, P. C.
Engelking
, P.
Rosmus
, H.-J.
Werner
, and P.
Botschwina
, J. Phys. Chem.
86
, 6669
(1987
).30.
B. A.
Thompson
, P.
Harteck
, and R. R.
Reeves
, J. Geophys. Res.
68
, 6431
, https://doi.org/10.1029/jz068i024p06431 (1963
).31.
J. A.
Syage
, R. B.
Cohen
, and J.
Steadman
, J. Chem. Phys.
97
, 6072
(1992
).32.
W. L.
Starr
and M.
Loewenstein
, J. Geophys. Res.
77
, 4790
, https://doi.org/10.1029/ja077i025p04790 (1972
).33.
J.
Biesner
, L.
Schnieder
, J.
Schmeer
, G.
Ahlers
, X.
Xie
, K. H.
Welge
, M. N. R.
Ashfold
, and R. N.
Dixon
, J. Chem. Phys.
88
, 3607
(1988
).34.
S.
Leach
, H.-W.
Jochims
, and H.
Baumgärtel
, Phys. Chem. Chem. Phys.
7
, 900
(2005
).35.
M. I.
McCarthy
, P.
Rosmus
, H.-J.
Werner
, P.
Botschwina
, and V.
Vaida
, J. Chem. Phys.
86
, 6693
(1987
).36.
H.
Okabe
and M.
Lenzi
, J. Chem. Phys.
47
, 5241
(1967
).37.
M.
Suto
and L. C.
Lee
, J. Chem. Phys.
78
, 4515
(1983
).38.
L. D.
Ziegler
, J. Chem. Phys.
84
, 6013
(1986
).39.
M. R.
Dobber
, W. J.
Buma
, and C. A.
De Lange
, J. Phys. Chem.
99
, 1671
(1995
).40.
J. H.
Glownia
, S. J.
Riley
, S. D.
Colson
, and G. C.
Nieman
, J. Chem. Phys.
73
, 4296
(1980
).41.
G. C.
Nieman
and S. D.
Colson
, J. Chem. Phys.
68
, 5656
(1978
).42.
G. C.
Nieman
and S. D.
Colson
, J. Chem. Phys.
71
, 571
(1979
).43.
R.
Locht
, B.
Leyh
, W.
Denzer
, G.
Hagenow
, and H.
Baumgärtel
, Chem. Phys.
155
, 407
(1991
).44.
G. R.
Branton
, D. C.
Frost
, F. G.
Herring
, C. A.
McDowell
, and L. A.
Stenhouse
, Chem. Phys. Lett.
3
, 581
(1969
).45.
G. R.
Branton
, D. C.
Frost
, T.
Makita
, C. A.
McDowell
, and I. A.
Stenhouse
, Philos. Trans. R. Soc., A
268
, 77
(1970
).46.
P. J.
Miller
, S. D.
Colson
, and W. A.
Chupka
, Chem. Phys. Lett.
145
, 183
(1988
).47.
A. W.
Potts
, T. A.
Williams
, and W. C.
Price
, Faraday Discuss.
54
, 104
(1972
).48.
G.
Reiser
, W.
Habenicht
, and K.
Müller-Dethlefs
, J. Chem. Phys.
98
, 8462
(1993
).49.
C. E.
Brion
, A.
Hamnett
, G. R.
Wight
, and M. J.
van der Wiel
, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
12
, 323
(1977
).50.
G. R.
Burton
, W. F.
Chan
, G.
Cooper
, C. E.
Brion
, A.
Kumar
, and W. J.
Meath
, Can. J. Chem.
71
, 341
(1993
).51.
G. R.
Burton
, W. F.
Chan
, G.
Cooper
, and C. E.
Brion
, Chem. Phys.
177
, 217
(1993
).52.
S. T.
Hood
, A.
Hamnett
, and C. E.
Brion
, Chem. Phys. Lett.
39
, 252
(1976
).53.
M.
Furlan
, M.
Hubin-Franskin
, J.
Delwiche
, D.
Roy
, and J. E.
Collin
, J. Chem. Phys.
82
, 1797
(1985
).54.
W. R.
Harshbarger
, J. Chem. Phys.
54
, 2504
(1971
).55.
W. R.
Harshbarger
, A.
Skerbele
, and E. N.
Lassettre
, J. Chem. Phys.
54
, 3784
(1971
).56.
P.
Avouris
, A. R.
Rossi
, and A. C.
Albrecht
, J. Chem. Phys.
74
, 5516
(1981
).57.
L.
Chantranupong
, G.
Hirsch
, R. J.
Buenker
, M.
Kimura
, and M. A.
Dillon
, Chem. Phys.
154
, 13
(1991
).58.
59.
W. R.
Harshbarger
, J. Chem. Phys.
53
, 903
(1970
).60.
S. L.
Li
and D. G.
Truhlar
, J. Chem. Phys.
141
, 104106
(2014
).61.
R.
Rianda
, R. P.
Frueholz
, and W. A.
Goddard
, Chem. Phys.
19
, 131
(1977
).62.
P.
Rosmus
, P.
Botschwina
, H.-J.
Werner
, V.
Vaida
, P. C.
Engelking
, and M. I.
McCarthy
, J. Chem. Phys.
86
, 6677
(1987
).63.
R.
Runau
, S.
Peyerimhoff
, and R. J.
Buenker
, J. Mol. Spectrosc.
68
, 253
(1977
).64.
B. N. C.
Tenorio
, M. A. C.
Nascimento
, and A. B.
Rocha
, J. Chem. Phys.
148
, 074104
(2018
).65.
M.
Wehrle
, S.
Oberli
, and J.
Vaníček
, J. Phys. Chem. A
119
, 5685
(2015
).66.
R.
Marquardt
, K.
Sagui
, J.
Zheng
, W.
Thiel
, D.
Luckhaus
, S.
Yurchenko
, F.
Mariotti
, and M.
Quack
, J. Phys. Chem. A
117
, 7502
(2013
).67.
H.
Lin
, W.
Thiel
, S. N.
Yurchenko
, M.
Carvajal
, and P.
Jensen
, J. Chem. Phys.
117
, 11265
(2002
).68.
Y. Q.
Li
and A. J. C.
Varandas
, J. Phys. Chem. A
114
, 6669
(2010
).69.
L. D.
Ziegler
, J. Chem. Phys.
82
, 664
(1985
).70.
G.
Herzberg
, Molecular Spectra and Molecular Structure
(Van Nostrand
, New Jersey
, 1967
), Vol. III.71.
M. B.
Robin
, Higher Excited States of Polyatomic Molecules
(Academic Press
, 1975
), Vol. II.72.
M. B.
Robin
, Higher Excited States of Polyatomic Molecules
(Academic Press
, 1974
), Vol. I.73.
M. B.
Robin
, Higher Excited States of Polyatomic Molecules
(Academic Press
, 1985
), Vol. III.74.
H.-J.
Werner
, P. J.
Knowles
, G.
Knizia
, F. R.
Manby
, M.
Schütz
, P.
Celani
, W.
Györffy
, D.
Kats
, T.
Korona
, R.
Lindh
, G. R. A.
Mitrushenkov
, K. R.
Shamasundar
, T. B.
Adler
, R. D.
Amos
, A.
Bernhardsson
, A.
Berning
, D. L.
Cooper
, M. J. O.
Deegan
, A. J.
Dobbyn
, F.
Eckert
, E.
Goll
, C.
Hampel
, A.
Hesselmann
, G.
Hetzer
, T.
Hrenar
, G.
Jansen
, C.
Köppl
, Y.
Liu
, A. W.
Lloyd
, R. A.
Mata
, A. J.
May
, S. J.
McNicholas
, W.
Meyer
, M. E.
Mura
, A.
Nicklass
, D. P.
O’Neill
, P.
Palmieri
, D.
Peng
, K.
Pflüger
, R.
Pitzer
, M.
Reiher
, T.
Shiozaki
, H.
Stoll
, A. J.
Stone
, R.
Tarroni
, T.
Thorsteinsson
, and M.
Wang
, MOLPRO, version 2015.1, a package of ab initio programs, see http://www.molpro.net.75.
J. D.
Watts
, J.
Gauss
, and R. J.
Bartlett
, J. Chem. Phys.
98
, 8718
(1993
).76.
A. K.
Wilson
, T.
van Mourik
, and T. H.
Dunning
, Jr., Comput. Theor. Chem.
388
, 339
(1996
).77.
G.
Schaftenaar
and J. H.
Noordik
, J. Comput. Aid Mol. Des.
14
, 123
(2000
).78.
T.
Korona
and H. J.
Werner
, J. Chem. Phys.
118
, 3006
(2003
).79.
K.
Kaufmann
, W.
Baumeister
, and M.
Jungen
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
22
, 2223
(1989
).80.
P. J.
Knowles
, C.
Hampel
, and H. J.
Werner
, J. Chem. Phys.
99
, 5219
(1993
).81.
S.
Eden
, P.
Limão-Vieira
, S. V.
Hoffmann
, and N. J.
Mason
, Chem. Phys.
323
, 313
(2006
).82.
M. H.
Palmer
, T.
Ridley
, S. V.
Hoffmann
, N. C.
Jones
, M.
Coreno
, M.
De Simone
, C.
Grazioli
, M.
Biczysko
, A.
Baiardi
, and P.
Limão-Vieira
, J. Chem. Phys.
142
, 134302
(2015
).83.
M.
Furlan
, M. J.
Hubin-Franskin
, J.
Delwiche
, and J. E.
Collin
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
20
, 6283
(1987
).84.
S.
Cvejanović
, J.
Jureta
, M.
Minić
, and D.
Cvejanović
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
25
, 4337
(1992
).85.
T.
Koopmans
, Physica
1
, 104
(1934
).86.
C. C. J.
Roothaan
, Rev. Mod. Phys.
32
, 179
(1960
).87.
R. D.
Amos
, J. S.
Andrews
, N. C.
Handy
, and P. J.
Knowles
, Chem. Phys. Lett.
185
, 256
(1991
).88.
J. W.
Rabalais
, L.
Karlsson
, L. O.
Werme
, T.
Bergmark
, and K.
Siegbahn
, J. Chem. Phys.
58
, 3370
(1973
).89.
R.
Mota
, R.
Parafita
, A.
Giuliani
, M.-J.
Hubin-Franskin
, J. M. C.
Lourenço
, G.
Garcia
, S. V.
Hoffmann
, N. J.
Mason
, P. A.
Ribeiro
, M.
Raposo
, and P.
Limão-Vieira
, Chem. Phys. Lett.
416
, 152
(2005
).90.
P.
Limão-Vieira
, S.
Eden
, P. A.
Kendall
, N. J.
Mason
, and S. V.
Hoffmann
, Chem. Phys. Lett.
364
, 535
(2002
).91.
G.
Herzberg
and H. C.
Longuet-Higgins
, Discuss. Faraday Soc.
35
, 77
(1963
).92.
W. E.
Groth
, U.
Schurath
, and R. N.
Schindler
, J. Phys. Chem.
72
, 3914
(1968
).93.
E.
Tannenbaum
, E. M.
Coffin
, and A. J.
Harrison
, J. Chem. Phys.
21
, 311
(1953
).94.
K.
Anzai
, H.
Kato
, M.
Hoshino
, H.
Tanaka
, Y.
Itikawa
, L.
Campbell
, M. J.
Brunger
, S. J.
Buckman
, H.
Cho
, F.
Blanco
, G.
Garcia
, P.
Limão-Vieira
, and O.
Ingólfsson
, Eur. Phys. J. D
66
, 36
(2012
).95.
Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Stratospheric Modelling, Evaluation No. 12, NASA, Jet Propulsion Laboratory, JPL, Publication 97-4, January 15, 1997.
96.
C.
Reche
, M.
Viana
, M.
Pandolfi
, A.
Alastuey
, T.
Moreno
, F.
Amato
, A.
Ripoll
, and X.
Querol
, Atmos. Environ.
57
, 153
(2012
).97.
J. X.
Warner
, R. R.
Dickerson
, Z.
Wei
, L. L.
Strow
, Y.
Wang
, and Q.
Liang
, Geophys. Res. Lett.
44
, 2875
, https://doi.org/10.1002/2016gl072305 (2017
).© 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.
