Проявление резонансного диполь - дипольного взаимодействия в колебательных спектрах низкотемпературных молекулярных систем

• Автор: Добротворская, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Влияние RDD взаимодействия на фундаментальные полосы поглощения
1.1.1. Димеры и кластеры
1.1.2. Низкотемпературные жидкости и пластические кристаллы
1.2. Влияние RDD взаимодействия на обертонные полосы поглощения
1.3. Другие методы определения характеристик низкотемпературных молекулярных систем
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Эксперимент
2.2. Экспериментальные результаты и их обсуждения
Глава 3. Формирование контуров колебательных полос при одновременном учете межмолекулярных (RDD и DID) и внутримолекулярного (RF) взаимодействий
3.1. Димеры
3.2. Жидкости
Глава 4. Димеры
4.1. Низкотемпературные матрицы
4.1.1. Экспериментальные результаты
4.1.2. Результаты и обсуждения
4.2. Криогенные растворы
4.2.1. Экспериментальные результаты
4.2.2. Теоретическая оценка
4.2.3. Результаты и обсуждения
Глава 5. Кластеры и концентрационная зависимость
5.1. Экспериментальные результаты
5.2. Результаты и обсуждения
Г лава 6. Проявление RDD взаимодействия в спектрах жидкостей
6.1. Модель
6.2. Результаты и обсуждения
6.2.1. Тетрафторметан (СР4)
6.2.2. Гексафторид серы (б'/'б) и тетрафторид кремния (57/7’4)
6.2.3. Азота трифторид (ЛУз) и карбонила сульфида (ОС5)
6.2.4. Проявления ИНО взаимодействия в спектрах комбинационного рассеяния (СР3Вг и СР3С1)
Заключение
Литература
Введение
Актуальность работы.
Развитие представлений о структуре и динамике сложных молекулярных систем в конденсированных средах относится к одной из актуальных задач современной физики. Разработанные экспериментальные и теоретические методы [1-4], включающие дифракцию нейтронов и рентгеновских лучей, спектроскопию межмолекулярных взаимодействий, анализ структуры гелиевых капель, методы Монте-Карло и молекулярной динамики, позволяют получать достаточно интересную и важную информацию о структуре и характеристиках жидких систем, которые все еще остаются наименее изученными объектами среди конденсированных сред.
Жидкость является одним из популярных объектов исследования с применением методов оптической молекулярной спектроскопии, позволяющая получать обширную информацию о физических характеристиках систем при анализе контуров полос в колебательных спектрах. Форма контуров полос заметно упрощается при низких температурах, именно поэтому на протяжении последних сорока лет особое внимание исследователей было обращено на изучение спектров низкотемпературных систем, в частности криогенных жидкостей.
Исследования последних лег показали, что среди механизмов, формирующих спектральные контура полос при низких температурах, особое место занимает механизм, связанный с резонансными диполь - дипольными (RDD) взаимодействиями (в литературе известны как transition dipole - transition dipole interactions) [5]. RDD взаимодействия заметно изменяют форму контуров полос в спектрах низкотемпературных молекулярных жидкостей, когда существует относительно большая первая производная функции дипольного момента молекулы по нормальной координате q (Р/ > 0.3 D). Влияние других известных механизмов уширения полос, таких как колебательная, вращательная и трансляционная релаксации, становится пренебрежимо малым при низких температурах. Таким образом, RDD взаимодействие является основным механизмом

Рис.2.7. Инфракрасные спектры полярных и неполярных жидкостей: а - Зт3 полоса С02; б -Зу3 полоса ОС8 в — у3+'4 полоса ВР3; г — V2+V4 полоса СР3Вг
Рассмотрим зависимость контуров полос, сформированных под действием ШЖ взаимодействия, от степени вырождения g взаимодействующих осцилляторов, т.е. от степени вырождения интенсивного в дипольном поглощении колебания V;. На Рис.2.8 представлены контура полос в спектрах жидкостей ОСЯ ^ = 1), СЕ^Вг (о = 2) и 8Е6 (я=3) в составной области, соответствующей переходам на состояния, включающие в себя интенсивное в дипольном поглощении колебание. Все контура приведены к единичной интегральной интенсивности и сдвинуты таким образом, чтобы соответствующий первый спектральный момент полос М( 1) = 0. Значения по оси абсцисс отсчитаны от М( 1) в единицах параметра ШЖ взаимодействия а (а = Р / 2ксЯъ) для того, чтобы изъять из рассмотрения все характерные особенности молекул за исключением степени вырождения g. Из Рис.2.8 видно, что сдвиг и интенсивность высокочастотного крыла полосы увеличиваются при увеличении степени вырождения взаимодействующих осцилляторов. Соответственно, значения вторых и третьих спектральных моментов полос, М(2) и М(3), также увеличиваются с ростом g: М(2)=18 см'2 и М(3) = 10 см'3 для невырожденного осциллятора ОСЯ,