Оптика и спектроскопия

Авторам

Правила оформления публикаций

Вышедшие номера

2025
- 1 2
2024
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2023
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2022
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2021
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2020
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2019
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2018
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Неэмпирический анализ изотопических сдвигов и резонансных эффектов в инфракрасном спектре высокого разрешения фреона-22 (CHF₂Cl), обогащенного ¹³C

DOI: 10.21883/OS.2022.01.51884.27-21

Переводная версия: 10.21883/EOS.2022.01.52981.27-21

Краснощеков С.В.

¹, Гайнуллин И.К.², Лаптев В.Б.³, Климин С.А. ³

¹Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (химический факультет), Москва, Россия Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

²Физический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия Moscow State University, Moscow, Russia

³Институт спектроскопии РАН, Троицк, Москва, Россия Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences, Troitsk, Moscow, Russia

Email: sergeyk@phys.chem.msu.ru, ivan.gainullin@gmail.com, laptev@isan.troitsk.ru, klimin@isan.troitsk.ru

Поступила в редакцию: 6 августа 2021 г.

В окончательной редакции: 1 сентября 2021 г.

Принята к печати: 15 сентября 2021 г.

Выставление онлайн: 9 ноября 2021 г.

PDF версия

Измерен ИК спектр пропускания изотопной смеси хлордифторметана (CHF₂Cl, фреон-22) с 33% долей изотопа ¹³C и природным соотношением изотопов хлора в диапазоне частот 1400-740 сm^-1 с разрешением 0.001 сm^-1 при температуре 20^oC. Расчет структуры и секстичной поверхности потенциальной энергии и поверхностей компонент дипольного момента проведен электронным неэмпирическим квантово-механическим методом Мёллера-Плессета, MP2/cc-pVTZ. Далее потенциал был оптимизирован заменой гармонических частот на частоты, рассчитанные электронным методом связанных кластеров, CCSD(T)/aug-cc-pVQZ. Расчет фундаментальных и составных частот был проведен с помощью операторной теории возмущений Ван Флека (CVPTn) второго и четвертого порядка (n=2, 4). Резонансные эффекты были смоделированы с помощью дополнительного вариационного расчета в базисе до четырехкратного возбуждения VCI(4). Среднее отклонение предсказанных фундаментальных частот от экспериментальных для изотопологов ¹²C составила ~1.5 cm^-1. Достигнутая точность позволила достоверно предсказать изотопические сдвиги частот изотопологов ¹³C. Показано, что сильный резонанс Ферми ν₄/2ν₆ доминирует в изотопологах ¹²C и практически отсутствует в ¹³C. Подтверждено литературное [Spectrochim. Acta A, 44:553] предположение о расщеплении ν₁(CH) за счет резонанса ν₁/ν₂+ν₇+ν₉. Определены коэффициенты полиадного квантового числа. Проведенный анализ позволил предварительно идентифицировать центры колебательно-вращательных полос изотопологов ¹³CHF₂³⁵Cl и ¹³CHF₂³⁷Cl в спектре смеси в рамках подготовки к индивидуальным анализам колебательно-вращательных структур отдельных колебательных переходов. Ключевые слова: фреон-22, спектроскопия высокого разрешения, ферми-резонанс, операторная теория возмущений, гибридная поверхность потенциальной энергии.

N. Ishikawa, Y. Kobayashi. Fluorine compounds --- chemistry and application (Kodansha Scientific, Tokyo, 1979); [Н. Исикава, Ё. Кобаяси. Фтор. Химия и применение (Мир, Москва, 1982)]
A. Goldman, F.J. Murcray, R.D. Blatherwick, F.S. Bonomo, F.H. Murcray, D.G. Murcray. Geophys. Res. Lett., 8 (9), 1012 (1981). DOI: 10.1029/GL008i009p01012
M.A.K. Khalil \& R.A. Rasmussen. Nature, 292, 823 (1981). DOI: 10.1038/292823a0
C.P. Rinsland, D.W. Johnson, A. Goldman, J.S. Levine. Nature, 337, 535 (1989). DOI:10.1038/337535a0
Global Ozone Research and Monitoring Project N 16, "Atmospheric Ozone". World Meteorological Organization, Geneva. 1985
R. Zander, E. Mahieu, Ph. Demoulin, C.P. Rinsland, D.K. Weisenstein, M.K.W. Ko, N.D. Sze, M.R. Gunson. J. Atmos. Chem., 18 (2), 129 (1994). DOI: 10.1007/BF00696811
C.P. Rinsland, A. Goldman, F.J. Murcray, R.D. Blatherwick, J.J. Kosters, D.G. Murcray, N.D. Sze, S.T. Massie. J. Geophys. Res., 95 (D10), 16477 (1990). DOI: 10.1029/JD095iD10p16477
P.C. Kruger, P. Fabian. Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 90 (11), 1062 (1986). DOI: 10.1002/bbpc.19860901126
D.T. Cramb, Y. Bos, H.M. Jemson, M.C.L. Gerry, C.J. Marsden. J. Mol. Struct., 190, 387 (1988). DOI: 10.1016/0022-2860(88)80298-9
Z. Kisiel, L. Pszczolkowski, G. Cazzoli, G. Cotti. J. Mol. Spectrosc., 173 (2), 477 (1995). DOI: 10.1006/jmsp.1995.1250
S. Blanco, A. Lesarri, J.C. Lopez, J.L. Alonso, A. Guarnieri. Z. fur Naturforsch. A, 51 (1-2), 129 (1996). DOI: 10.1515/zna-1996-1-219
N. Vogt, J. Demaison, H.D. Rudolph. Mol. Phys., 112 (22), 2873 (2014). DOI: 10.1080/00268976.2014.915067
E.K. Plyler, W.S. Benedict. J. Res. Nat. Bur. Stand., 47 (3), 202 (1951). DOI: 10.6028/jres.047.026
J.G. McLaughlin, M. Poliakoff, J.J. Turner. J. Mol. Struct., 82 (1-2), 51 (1982). DOI: 10.1016/0022-2860(82)85233-2
F. Ito. Chem. Phys., 369 (2-3), 82 (2010). DOI: 10.1016/j.chemphys.2010.02.020
W. Holzer, H. Moser. J. Mol. Spectrosc., 20 (2), 188 (1966). DOI: 10.1016/0022-2852(66)90053-1
A. Melchior, I. Bar, S. Rosenwaks. J. Phys. Chem. A, 102 (37), 7273 (1998). DOI: 10.1021/jp982311q
G. Glockler, J.H. Bachmann. Phys. Rev., 55 (7), 669 (1939). DOI:10.1103/PhysRev.55.669
G. Glockler, G.R. Leader. J. Chem. Phys., 8 (9), 699 (1940). DOI: 10.1063/1.1750740
J.H. Lefebvre, A. Anderson. J. Raman Spectrosc., 23 (5) 243 (1992). DOI: 10.1002/jrs.1250230502
Y.H. Wu, M. Onomichi, S. Sasaki, H. Shimizu. J. Raman Spectrosc., 24 (12), 845 (1993). DOI: 10.1002/jrs.1250241205
A. Anderson, A.J. Beardsall, J.M. Fraser. Phys. Stat. Sol. (b), 182 (1), 59 (1994). DOI: 10.1002/pssb.2221820106
A. Brown, D.C. McKean, J.L. Duncan. Spectrochim. Acta A., 44 (6), 553 (1988). DOI: 10.1016/0584-8539(88)80108-9
P. Palmieri, R. Tarroni, M.M. Huhn, N.C. Handy, A. Willetts. Chem. Phys., 190 (2-3), 327 (1995). DOI: 10.1016/0301-0104(94)00316-3
G.M. Kuramshina, F. Weinhold, I.V. Kochikov, A.G. Yagola, Yu.A. Pentin. J. Chem. Phys., 100 (2), 1414 (1994). DOI: 10.1063/1.466619
J.V. Magill, K.M. Gough, W.F. Murphy. Spectrochim. Acta A., 42 (6), 705 (1986). DOI:10.1016/0584-8539(86)80088-5
A. Amrein, D. Luckhaus, F. Merkt, M. Quack. Chem. Phys. Lett., 152 (4-5), 275 (1988). DOI: 10.1016/0009-2614(88)80092-7
A.J. Ross, A. Amrein, D. Luckhaus, M. Quack. Mol. Phys., 66 (6), 1273 (1989). DOI:10.1080/00268978900100871
D. Luckhaus, M. Quack. Mol. Phys., 68 (3), 745 (1989). DOI: 10.1080/00268978900102511
A. Gambi, P. Stoppa, S. Giorgianni, A. de Lorenzi, R. Visinoni, S. Ghersetti. J. Mol. Spectrosc., 145 (1), 29 (1991). DOI:10.1016/0022-2852(91)90348-E
G. Klatt, G. Graner, S. Klee, G. Mellau, Z. Kisiel, L. Pszczo kowski, J.L. Alonso, J.C. Lopez. J. Mol. Spectrosc., 178 (1), 108 (1996). DOI: 10.1006/jmsp.1996.0163
G.T. Fraser, J. Domenech, M.-L. Junttila, A.S. Pine. J. Mol. Spectrosc., 152 (2), 307 (1992). DOI: 10.1016/0022-2852(92)90071-U
I. Merke, G. Graner, S. Klee, G. Mellau, O. Polanz. J. Mol. Spectrosc., 173 (2), 463 (1995). DOI: 10.1006/jmsp.1995.1249
Z. Kisiel, J.L. Alonso, S. Blanco, G. Cazzoli, J.M. Colmont, G. Cotti, G. Graner, J.C. Lopez, I. Merke, L. Pszczo kowski, J. Mol. Spectrosc., 184 (1), 150 (1997). DOI: 10.1006/jmsp.1997.7304
M. Snels, G. D'Amico. J. Mol. Spectrosc., 209 (1), 1 (2001). DOI: 10.1006/jmsp.2001.8403
C.D. Thompson, E.G. Robertson, D. McNaughton. Chem. Phys., 279 (2-3), 239 (2002). DOI: 10.1016/S0301-0104(02)00454-8
C.D. Thompson, E.G. Robertson, D. McNaughton. Phys. Chem. Chem. Phys., 5 (10), 1996 (2003). DOI: 10.1039/B300689A
S. Albert, H. Hollenstein, M. Quack, M. Willeke. Mol. Phys., 102 (14-15), 1671 (2004). DOI: 10.1080/00268970412331290643
C.D. Thompson, E.G. Robertson, D. McNaughton. Mol. Phys., 102 (14-15), 1687 (2004). DOI: 10.1080/00268970410001725785
S. Albert, H. Hollenstein, M. Quack, M. Willeke. Mol. Phys., 104 (16-17), 2719 (2006). DOI:10.1080/00268970600828991
S. Albert, A.K. Keppler, H. Hollenstein, T.C. Manca, M. Quack. Handbook of High-Resolution Spectroscopy, ed. by M. Quack, F. Merkt (Wiley, Chichester, 2011) V. 1. Ch. 3. P. 117-173. DOI: 10.1002/9780470749593
M. Gauthier, G.G. Cureton, P.A. Hackett, C. Willis. Appl. Phys. B., 28 (1), 43 (1982). DOI: 10.1007/BF00693891
A. Outhouse, P. Lawrence, M. Gauthier, P.A. Hackett. Appl. Phys. B., 36 (2), 63 (1985). DOI: 10.1007/BF00694692
P. Ma, K. Sugita, S. Arai. Appl. Phys. B., 50 (5), 385 (1990). DOI: 10.1007/BF00325091
В.Н. Лохман, Г.Н. Макаров, Е.А. Рябов, М.В. Сотников. Квант. электрон., 23 (1), 81 (1996)
W. Fub, J. Gothel, M. Ivanenko, K.L. Kompa, W.E. Schmid. Z. fur Phys. D., 24, 47 (1992). DOI:10.1007/BF01436603
V.Yu. Baranov, A.P. Dyad'kin, D.D. Malyuta, V.A. Kuzmenko, S.V. Pigilsky, V.S. Mezhevov, V.S. Letokhov, V.B. Laptev, E.A. Ryabov, I.V. Yarovoy, V.B. Zarin, A.S. Podoryashy. Proc. of SPIE., 4165, 314 (2000). DOI: 10.1117/12.394137
Изотопы: свойства, получение, применение, Т. 1. Под ред. Баранова В.Ю. (Физматлит, Москва, 2005), Разд. 8.4. С. 460
R.I. Martinez, J.T. Herron. Chem. Phys. Lett., 84 (1), 180 (1981). DOI: 10.1016/0009-2614(81)85396-1
A. Melchior, P. Knupfer, I. Bar, S. Rosenwaks, T. Laurent, H.-R. Volpp, J. Wolfrum. J. Phys. Chem., 100 (32), 13375 (1996). DOI: 10.1021/jp9609038
L. Li, G. Dorfman, A. Melchior, S. Rosenwaks, I. Bar. J. Chem. Phys., 116 (5), 1869 (2002). DOI: 10.1063/1.1427915
V.M. Apatin, V.O. Kompanets, V.B. Laptev, Yu.A. Matveets, E.A. Ryabov, S.V. Chekalin, V.S. Letokhov. Chem. Phys. Lett., 414 (1-3), 76 (2005). DOI: 10.1016/j.cplett.2005.07.116
A. Amrein, H.-R. Dubal, M. Quack. Mol. Phys., 56 (3), 727 (1985). DOI:10.1080/00268978500102671
G. Guelachvili, R.K. Narahari. Handbook of IR standards (Academic Press, Orlando, 1986)
M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G.A. Petersson et al., Gaussian 09, Revision B.01 (Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2010). URL: http://www.gaussian.com/
D. Papouv sek, M.R. Aliev. Molecular Vibrational/Rotational Spectra (Academia, Prague, 1982)
Ю.С. Макушкин, В.Г. Тютерев. Методы возмущений и эффективные гамильтонианы в молекулярной спектроскопии (Наука, Новосибирск, 1984)
M.R. Aliev, J.K.G. Watson. Molecular Spectroscopy: Modern Research, ed. by Rao K.N. (Academic Press, New York, 1985). V. III. Ch. 1. P. 1-67
S.V. Krasnoshchekov, E.V. Isayeva, N.F. Stepanov. J. Phys. Chem. A., 116 (14), 3691 (2012). DOI: 10.1021/jp211400w
S.V. Krasnoshchekov, N.F. Stepanov. J. Chem. Phys., 139 (18), 184101 (2013). DOI: 10.1063/1.4829143
S.V. Krasnoshchekov, E.V. Isayeva, N.F. Stepanov. J. Chem. Phys., 141 (23), 234114 (2014). DOI: 10.1063/1.4903927
S.V. Krasnoshchekov, N.C. Craig, N.F. Stepanov. J. Phys. Chem. A, 117 (14), 3041 (2013). DOI: 10.1021/jp311398z
S.V. Krasnoshchekov, N. Vogt, N.F. Stepanov. J. Phys. Chem. A, 119 (25), 6723 (2015). DOI: 10.1021/acs.jpca.5b03241
S.V. Krasnoshchekov, N.C. Craig, P. Boopalachandran, J. Laane, N.F. Stepanov. J. Phys. Chem. A, 119 (43), 10706 (2015). DOI: 10.1021/acs.jpca.5b07650
S.V. Krasnoshchekov, R.S. Schutski, N.C. Craig, M. Sibaev, D.L. Crittenden. J. Chem. Phys., 148 (8), 084102 (2018). DOI: 10.1063/1.5020295
S.V. Krasnoshchekov, V.B. Laptev, I.K. Gainullin. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 217, 243 (2018). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2018.06.004
S.V. Krasnoshchekov, N.C. Craig, L.A. Koroleva, N.F. Stepanov. Spectrochim. Acta A, 189, 66 (2018). DOI: 10.1016/j.saa.2017.07.062
C.A. Pietropolli, L. Bizzocchi, B.M. Giuliano, P. Caselli, N.C. Craig, S.V. Krasnoshchekov. JQSRT, 239, 106656 (2019). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2019.106656
S.V. Krasnoshchekov, V.B. Laptev, S.A. Klimin, I.K. Gainullin, A.A. Makarov. Spectrochim. Acta A, 238, 118396 (2020). DOI: 10.1016/j.saa.2020.118396
O.L. Polyansky, R.I. Ovsyannikov, A.A. Kyuberis, L. Lodi, J. Tennyson, N.F. Zobov. J. Phys. Chem. A, 117 (39), 9633 (2013). DOI: 10.1021/jp312343z
M.E. Kellman. J. Chem. Phys., 93 (9), 6630 (1990). DOI: 10.1063/1.458930
M.W. Mackenzie. Spectrochim. Acta A., 40 (3), 279 (1984). DOI: 10.1016/0584-8539(84)80049-5
S.V. Krasnoshchekov, E.O. Dobrolyubov, M.A. Syzgantseva, R.V. Palvelev. Mol. Phys., 118 (11), e1743887 (2020). DOI: 10.1080/00268976.2020.1743887

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель