Введение к работе
Актуальность темы. Интерес к инфракрасным (ИК)
спектрам поглощения газов и растворов во многом стиму
лировано потребностями физики атмосферы, проблем кон
троля и охраны окружающей среды, .мізерного зондирова
ния атмосферы и метеорологии. Контроль атмосферных за
грязнений требует знания спектров поглощения большого
числа соединений и, главным образом, в центральной части
фундаментальных и составных полос. Для развития лазерно
го зондирования и связи, наоборот, нужно искать спек
тральные области, где нет поглощения, Задачи метеороло
гии требуют знания функций пропускания поглощающих
компонент атмосферы. В то же время асе названные про
блемы требуют ответа на вопрос о характере поглощения
континуального типа, которое обусловлено широкими по
лосами з индуцированных азаимодейстзиями молекул спек
трах. '
Индуцированные или запрещенные переходы зы~ званы электрическими дипольними переходами, которые запрещены правішали отбора для изолированных молекул, но становятся разрешенными в результате возмущений, понижающих симметрию электронной оболочки. Такого роя?-^возмущениями язджотся меяшолекулярные взаимодействия. Тесная связь индуцированных спектров с процессами меж-молекулярных ззаимодеіїствіїй дает возможность определить элекгрооптичесхне параметры молекул и выбрать тот или иной ме:кмолекулярный потенциал.
Исследование межмолекулярных взаимодействий 3 газовой и конденсированных средах позволяет не только предсказать оптические свойства веществ, но и обратно, определить по спектрам природу .взаимодействий. В этом случае можно получить сзедения о строений и структуре молекул, динамике столкновений, различных релаксационных процессах, вызванных этими столкновениями..
Целью настоящей работы явилось всестороннее исследование проявлений взаимодействий молекул в инфракрасных спектрах поглощения газов, жидкостей и растзо-
>4~ -.
ров, интерпретация наблюдаемых эффектов и определение характеристик межмолекулярных взаимодействий по их проявлениям. Исследование спектрального года индуцированного поглощения, его зависимости от плотности, концентрации, температуры газов и растворив были предприняты с целью выяснения механизмов возникновения индуцированных спектров смесей молекулярных систем и далее характеристик взаимодействий.
Научная новизна работы определяется получением новых экспериментальных результатов и установлением, связи между типом взаимодействия молекул и характеристиками разрешенных и .индуцированных инфракрасных спектров в различных агрегатных состояниях веществ. На примере закиси азота и его-некоторых смесей проведено де-' тальное изучение абсолютных интенсивностей разрешенных и индуцированных колебательных полос поглощения, в спектрах газовых и жидких систем. Новизна работы обусловлена также использованием сжиженных закиси азота н двуокиси углерода в качестве нейтральных растворителей, имеющих достаточно широкие "окна" прозрачности в инфракрасной области. Это позволило впервые зарегистрировать ряд новых одновременных колебательных переходов Б спектрах поглощения смесей с .N2O. и .ОСЬ- в конденсированной фазе и .найти характеризующие силу межмолекулярных взаимодействий потенциалы и индуцированные. ди-польные моменты.
Основная научная и практическая ценность работы заключается в фундаментальном характере изученных явлений и установленных закономерностей. Полученные нами результаты можно распространить, и на друпіе объекты, что дает возможность предсказания спектральных проявлений взаимодействий во многих практически важных случаях.' Сравнение наблюденных и вычисленных интегральных бинарных Еоэффицйеитов поглощения полос одновременные переходов показывает преимущественно электростатическую природу формирования шггенсивностей этих епшегрог.
Огсутсгвие 'влияния эффекта компенсации на полосы одновременных переходов в ИК-спёкграх жидкостей и растворов может найти практическое применение для определения методом абсорбционной спектроскоп -* растворимости газов в конденсированной среде.
Основные результаты работы и положения, выносимые на зашиту:
-
Продемонстрирована практически неизменность абсолютных интенснзностеП разрешенных ШС-полос поглощения в спектрах закиси азота, двуокиси углерода и существенное понижение интенснзностен индуцированных одиночных полос .С02. при перехода'из газовой среды а жидкую, что объяснено влиянием эффекта компенсации.
-
Установлено сохранение значений интегральных бинарных коэффициентов поглощения полос одновременных колебательных переходов в спектрах поглощения изученных систем при переходе из газовой среды к раствору и при разбавлении в третьей среде. Отсюда сделан однозначный вывод, что одновременные переходы эффекту компенсации не подвержены.
-
На ряде примеров показано, что межмолекулярный потенциал Кихара лучше описывает взаимодействие- между многоатомными молекулами, нежели широко распространенный потенциал Леннарда-Джонса.
-
Совокупность полученных экспериментальных и теоретических результатов убедительно показывает преимушест-sbhho бинарный характер взаимодействия молекул з формировании абсолютных интенсивностей п многочастичный, характер взаимодействий б-.формированиичастот, ширин и формы контуров полос одновременных: колебательных переходов в спектрах, поглощения жзщкостей п растворов. .
Личный -вклад соискателя. Участие в постановке задачи, проведение экспериментов,-, обработка, анализ-я интерпретация полученных рззультлтоз:
Апробаппя работы и публтпсапии: Основные результаты диссертации представлялись, докладывались я об-
суждались на XX Всесоюзном съезде по спектроскопии (Киев, 1988 г.). Международных конференциях по молекулярной спектроскопии (Болгария 1988 г. и 1989 г.), XII Международном симпозиуме по молекулярной спектроскопии высокого разрешения (Санкт-Петербург, 1 ^96 г.), Современные проблемы физики (Самарканд, 1997 г.), Международной конференции по водородной связн'(Кисв, 1998 г.) и на ежегодных научно-теоретических конференциях Самаркандского госуниверситета и опубликовано 18 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит г.з введения, четырех глав, выводов и списка цитированной литературы из 156 наименовании. Общий объем диссертации составляет 108 страниц, включая 23 рисунка и 10 таблиц.
