Аппроксимация электронного терма двухатомной молекулы формулой Морза. Инверсия ангармоничности
Денисов Г.С.1, Тохадзе И.К.1, Асфин Р.Е.1
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Email: iktpen1@yandex.ru
Поступила в редакцию: 24 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 24 июня 2025 г.
Принята к печати: 25 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 5 ноября 2025 г.
Аппроксимация межатомного потенциала в двухатомных молекулах формулой Морзе обычно приводит к завышенному значению энергии связи, вычисленному как D'e=ωe2/4ωexe, с использованием известных значений ωe и ωexe, определенных по первым двум колебательным переходам 0-1 и 1-2. Это справедливо для широкого класса молекул, таких как H2, O2, N2, HF, HCl и многих других. Однако для некоторых молекул и двухатомных ионов экстраполированное значение энергии связи D'e оказывается ниже истинного значения De. В таких молекулах форма потенциальной кривой заметно отличается от обычной за счет уширения в нижней части, что проявляется в большой величине ангармоничности ωexe. Эту особенность удобно анализировать с помощью разностей δ(r)=U(r)- M(r) между реальным потенциалом и его аппроксимацией Морза. Этот тип аппроксимации дает решение Морза M1(r), хорошо описывающее нижнюю часть потенциала для простых молекул с монотонным ростом отклонения при приближении к асимптоте диссоциации. Альтернативное решение M2(r) строится по известным значениям De и ωe, а величина ωex'e вычисляется как ωex'e=ωe2/4De. Аппроксимация M2(r) лучше описывает верхнюю часть потенциала и удовлетворительно его нижнюю часть. Отклонение от реального потенциала имеет колоколообразную форму, максимум которой, как правило, находится выше середины потенциальной ямы. В настоящей статье описаны несколько примеров потенциалов особого типа, для которых D'e<De и ωexe>ωex'e, что можно охарактеризовать термином "инверсия ангармоничности". Ключевые слова: двухатомные молекулы, потенциал Морза, ангармоничность, аппроксимация потенциальной функции, колебательная структура.
- G.S. Denisov, I.G. Denisov. Spectr. Acta A, 262, 120111 (2021). DOI: 10.1016/j.saa.2021.120111
- G.S. Denisov, E.R. Chakalov, P.M. Tolstoy. Spectr. Acta A, 327, 125410 (2025). DOI: 10.1016/j.saa.2024.125410
- Г.С. Денисов, К.Г. Тохадзе. Опт. и спектр., 129 (11), 1375 (2021).DOI: 10.21883/OS.2021.11.51635.2483-21 [G.S. Denisov, K.G. Tokhadze. Opt. Spectrosc., 130 (14), 2096 (2022). DOI: 10.21883/EOS.2022.14.53993.2483-21]
- Г.С. Денисов. Опт. и спектр., 130 (9), 1306 (2022). DOI: 10.21883/OS.2022.09.53289.3590-22 [G.S. Denisov. Opt. Spectrosc., 130 (9), 1058 (2022). DOI: 10.21883/EOS.2022.09.54819.3590-22]
- G.S. Denisov, R.E. Asfin. Spectrosc. Lett., 57 (10), 553 (2024). DOI:10.1080/00387010.2024.2385627
- P.M. Morse. Phys. Rev., 34 (1), 57 (1929). DOI: 10.1103/PhysRev.34.57
- A.G. Gaydon. Proc. Phys. Soc., 58 (5), 525 (1946). DOI: 10.1088/0959-5309/58/5/302
- A.G. Gaydon. Dissociation Energies and Spectra of Diatomic Molecules, 3rd ed. (Chapman \& Hall, London, 1968)
- Spectral Constants of Diatomic Molecules section 9. In: CRC Handbook ofChemistry and Physics, 103rd ed. (CRC Press: Boca Raton, FL, 2022)
- K.P. Huber, G. Herzberg. Molecular Spectra and Molecular Structure. IV. Constants of Diatomic Molecules (Springer, US: Boston, MA, 1979). DOI: 10.1007/978-1-4757-0961-2_2
- W.D. Tuttle, J.P. Harris, V. Jeong, W.H. Breckenridge, T.G. Wright. J. Phys. Chem. A, 122 (38), 7679 (2018). DOI: 10.121/acs.jpca8b07139
- C. Fabri, G. Czako, G. Tasi, A.G. Csaszar. J. Chem. Phys., 130 (13), 134314 (2009). DOI: 10.1063/1.3097327
- G. Herzberg. Molecular Spectra and Molecular Structure. I. Spectra ofDiatomic Molecules (D. Van Nostrand Company, New York, 1939)
- W.D. Tuttle, R.L. Thorington, L.A. Viehland, W.H. Breckenridge, T.G. Wright. Phil. Trans. R. Soc. A, 376 (2115), 20170156 (2018). DOI: 10.1098/rsta.2017.0156
- A.R. Davies, A. Cranney, L.A. Viehland, T.G. Wright. Phys. Chem. Chem. Phys., 24 (11), 7144 (2022). DOI: 10.1039/d1cp05710c
- J.M. Merritt, V.E. Bondybey, M.C. Heaven. Science, 324 (5934), 1548 (2009). DOI: 10.1126/science.1174326
- L. Lessinger. J. Chem. Educ., 71 (5), 388 (1994). DOI: 10.1021/ed071p388
- W.D. Tuttle, R.L. Thorington, L.A. Viehland, T.G. Wright. Molec. Phys., 113 (23), 3767 (2015). DOI: 10/1080/00268976.2015.106115
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.