Спектроскопические проявления слабых межмолекулярных взаимодействий в атмосферных газах

• Автор: Буряк, Илья Алексеевич
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Содержание
Введение
1. АЬ гпШо расчеты поверхностей потенциальной энергии и дипольного момента слабосвязанных молекулярных комплексов

1.1. Квантово-химический расчет потенциальной энергии

1.2. Методы расчета дипольного момента в квантовой химии

1.3. Экстраполяция к бесконечному базисному набору

1.4. Ошибка суперпозиции базисных наборов

1.5. ППЭ и ПДМ бимолекулярной системы

1.6. ППЭ и ПДМ бимолекулярной системы Иг-Нг

1.7. ППЭ и ПДМ бимолекулярной системы СО2-СО

2. Бимолекулярное поглощение в области колебательных переходов мономеров

2.1. Интегральная интенсивность бимолекулярного поглощения
в области фундаментальных переходов мономеров
2.2. Индуцированный фундаментальный переход азота в газовой
смеси вода-азот
2.3. Интегральные интенсивности фундаментальных и первых
обертонных переходов в газовой смеси азот-водород
2.4. Рототрансляционная полоса СО
3. Вклад димеров в полную интенсивность поглощения
3.1. Разделение классического фазового пространства бимолекулярной системы
3.2. Димеры метана в атмосфере Титана

4. Траекторные расчеты рототрансляционных спектров благородных газов
4.1. Классический спектр столкновительно-индуцированного поглощения бимолекулярной системы
4.2. Рототрансляционные спектры газовых смесей гелий-аргон и неон-аргон
Выводы
Литература
Приложение А. Константа равновесия образования димеров СН4-СН

Введение
Столкновительно-индуцированное поглощение в газовых смесях активно изучается с середины прошлого века. Интерпретация явления столкнови-тельно-индуцированного поглощения была дана Уэлшем с соавт. [1]. В спектрах азота при высоких давлениях исследователи обнаружили полосу поглощения в области фундаментального колебательного перехода. Поскольку молекула азота не имеет дипольного момента, колебательные переходы в спектрах поглощения являются для нее запрещенными. Причина появления в спектре запрещенной полосы состоит в том, что межмолекулярные взаимодействия приводят к появлению так называемого индуцированного дипольного момента. При'учете только парных взаимодействий эффект индукции пропорционален произведению плотностей взаимодействующих газов (или квадрату плотности в случае взаимодействия одинаковых молекул). Появление у ранее неполярной молекулы азота индуцированного ди-полыюго момента приводит к тому, что запрещенные для изолированной молекулы колебательные и вращательные переходы становятся разрешенными.
Актуальность темы исследования
Интерес к индуцированному поглощению в газовых смесях вызван потребностями атмосферной спектроскопии и астрофизики. Важнейшей практической задачей, связанной с тематикой индуцированного поглощения, является задача дистанционного определения характеристик атмосферы Земли и подстилающей поверхности с искусственных спутников. В поглощении излучения в атмосферах ряда планет солнечной системы (например Титан, Юпитер, Сатурн) значителен вклад индуцированного поглощения. Одним из основных поглощающих агентов в атмосфере Земли

Рис. 1.8: Система межмолекулярных координат ^-Нг. Начало координат находится в центре масс молекулы азота. Ось OZ проходит через центр масс молекулы водорода. Ось симметрии Вт[ь молекулы азота всегда лежит в плоскости ХУ. Б, - расстояние между центрами масс молекул. 0 -угол между осью симметрии молекулы азота и осью OZ. Угол 02 - угол между осью молекулы водорода и осью координат OZ. Угол ф - двугранный угол между плоскостями XOZ и плоскостью, образуемой прямой ОЪ и осью симметрии молекулы водорода.