Введение к работе
Колебательная спектроскопия является испытанным методом в исследовании строения и свойств органических молекул и кристаллов. Параметры этих спектров чувствительны к изменениям геометрических параметров, конформаций молекул, межмолекулярных взаимодействий, а, следовательно, и структуры кристаллов. Их широко используют для выяснения механизмов фазовых переходов. Бурный синтез новых органических веществ и качественное улучшение инструментальной базы исследований предоставляют для колебательной спектроскопии обширное поле для исследования.
Дня практического использования богатой информации, в скрытом виде содержащейся в колебательных спектрах, необходима надежная интерпретация последних. Отработанным методом интерпретации колебательных спектров является нормальный координатный анализ и использование модельных межмо-лекулярных потенциалов. Применение современных компьютеров сделало эти методы весьма эффективными. В настоящее время легко можно проверять справедливость различных моделей молекулярной и кристаллической структры.
К числу недавно синтезированных соединений, вызывающих пристальное внимание исследователей, в частности, относятся многочисленные новые полимерные соединения, а также такой принципиально новый класс трехмерных углеродных соединений, которым являются фуллерены и их производные. Интерес к изучению производных фуллеренов, связан с перспективами получения веществ с новыми свойствами, в том числе с заранее заданными. К числу таких производных относятся
гетерофуллерены. К новым полимерным соединениям, вызвавшим пристальный интерес в научных и промышленных кругах, относится полиэтиленкетон - сополимер моноксида углерода и этилена и его многочисленные модификации. Уникальные свойства полиэтиленкетона открывают ему дорогу к широкому применению в различных технологических областях. Представляемая диссертация посвящена теоретической интерпретации колебательных спектров двух представителей вышеупомянутых классов соединений: гетерофуллерена C59HN и поиэтиленкетона.
Цели работы: 1. Расчет методом нормального
координатного анализа колебательных частот гетерофуллерена
C59HN и интерпретация изменений его ИК-' и КР-спектров по
сравнению с фуллереном С60. '
2. Расчет с использованием валенто - силового поля ИК- и КР- частот полиэтиленкетона и интерпретация с использованием его результатов экспериментальных колебательных спектров .массивных образцов.
З; Исследование фазового состава пленок полиэтиленкетона нанометровых толщин на поверхности золота с целью выяснения характера влияния металла на кристализацию этого полимера.
4. Расчет ИК- и КР- частот двух кристаллических
модификаций полиэтиленкетона с учетом межмолекулярных
взаимодействий с целью объяснения экспериментально
наблюдаемых различий в спектрах этих фаз, а также с целью
предсказания частот межмолекулярных колебаний
полиэтиленкетона в различных кристаллических состояниях.
"Научная новизна. 1. Впервые был проведен нормальный координатный анализ гидроазофуллерена C59HN. Это позволило
выявить основные причины изменений колебательных спектров гидроазофуллерена C59HN по сравнению с фуллереном Сбо-
2. Впервые был проведен расчет идетальная интерпретация
колебательных спектров полиэтиленкетона.
-
Впервые методами колебательной спектроскопии был изучен фазовый состав пленок полиэтиленкетона нанометровой толщины на поверхности золота. Впервые была показана возможность использования специфических правил отбора, действующих у поверхности металла, для фазового анализа полимерных пленок нанометровой толщины на металлической поверхности.
-
Впервые методами колебательной спектроскопии было подтверждено наличие кристаллической фазы со сложенными цепями в пленках полиэтиленкетона нанометровой толщины на поверхности золота. Эта фаза существует как отдельно, так и в составе сферолитов.
-
Впервые был получен спектр полиэтиленкетона в дальней ИК-области и с применением модельных атом - атомных потенциалов был проведен расчет и интерпретация межмолекулярных частот полиэтиленкетона.
-
Впервые показано, что межмолекулярные частоты могут служить дополнительным критерием при идентификации различных кристаллических фаз полиэтиленкетона.
Практическая ценность. Проведенные расчеты показали перспективность использования силовых постоянных фуллерена Ceo, ароматических и алифатических соединений для интерпретации колебательных спектров гетерофуллеренов. Это может стать важным инструментом изучения структуры этих и других
фуллеренов. Последнее в свою очередь представляет большое практическое значение в условиях бурного развития синтеза производных фуллерена Сбо> ставящего целью получение новых соединений с заранее заданными свойствами.
Предложенная методика анализа фазового состава пленок полиэтиленкетона нанометровой толщины на поверхности золота может быть использована для исследования нанометровых пленок других полимеров на поверхностях металлов. Это имеет важное практическое значение, так как создание полимерных покрытий является одной из важнейших сфер применения этого класса органических соединений.
Результаты работы способствуют углублению понимания процессов взаимодействия металлов и кристаллизующихся на их поверхности полимеров, в том числе для соединений важных с точки зрения практических приложений.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 4 работах.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на 13-м Семинаре по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул, г. Тверь, 1997 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, разделенных между двумя частями, выводов, списка литературы из 101 наименования и приложения. Диссертация изложена на 161 странице текста, включая 13 таблиц и 21 рисунок.
