Вращательная структура ИК/КР линии

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
physical chemistry and chemical physics: discussions for professionals
efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Вращательная структура ИК/КР линии

Сообщение efremov » Вс фев 24, 2008 2:27 pm

В статье в J. Phys. Chem. встретил следующий абзац:
Using the structural parameters obtained from the RHF/6-
31G* ab initio calculations'' for both conformers, the pure A-,
B-, and C-type transitions were calculated using the harmonic
rigid rotor approximation, a slit width of 0.5 cm-', a 0.125 cm-'
interval, and a limiting value of the rotational levels of J =
200.
Не мог бы кто-нибудь подскадать, как это сделать? И что измериться в случае рамановского (КР) спектра?

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Чт фев 28, 2008 5:23 pm

Спрошу иначе: как выглядет формула для распределения интенсивности в Q-ветви (dJ=0) колебательного спектра?

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Пт фев 29, 2008 11:01 am

Вы трудный вопрос задаете: форма линии определяется процессами релаксации возбужденного состояния, а в случае Раман-спектра участвует еще и вынужденное излучение.

В спектроскопии часто используют простейшую форму -- лоренцев пик, который отвечает кинетике первого порядка распада возбужденного состояния. Иногда используется гауссов пик, например, в условиях столкновительной деактивации при средних и высоких давлениях -- он возникает как предельное распределение при большом числе случайно происходящих актов мгновенной столкновительной деактивации. Вот такой небогатый выбор. Какие-то более строгие способы получения формы пика, кроме честного расчета мне не известны. Хотя нет, в электронной спектроскопии я знаю "принцип отражения (reflection principle)" (см., например, Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8, 4798–4804)

Что же касается Вашей первой цитаты, то там сказано совершенно другое и решена гораздо более простая задача: на основании неэмпирических расчетов получена равновесная геометрия молекулы и в приближении жесткого ротатора посчитаны вращательные постоянные, которые далее как-то использовались в интерпретации колебательно-вращательных спектров.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Пт фев 29, 2008 1:52 pm

Что же касается Вашей первой цитаты, то там сказано совершенно другое и решена гораздо более простая задача: на основании неэмпирических расчетов получена равновесная геометрия молекулы и в приближении жесткого ротатора посчитаны вращательные постоянные, которые далее как-то использовались в интерпретации колебательно-вращательных спектров.
Именно! Для P- и R-ветви формула для расчета вращательной структуры есть в каждой книжке. А для Q-ветви я найти не могу... Хотя точно где-то встречал... :(

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Пт фев 29, 2008 4:48 pm

Q-ветвь -- это чисто колебательный переход. Его форма должна быть похожа на лоренцеву, т.к. обычная модель вынуждаемого осциллятора с трением
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Сб мар 01, 2008 12:52 am

Q-ветвь -- это чисто колебательный переход.
Не согласен. Q-ветвь - это переход без измерения вращательного числа J (dJ=0), но со ВСЕХ вращательных подуровней начального состояния. То есть, структура там есть, но сама линия на порядок уже.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Сб мар 01, 2008 10:37 am

По моему, Вы пытаетесь ловить слишком тонкие эффекты? Чтем отличаются колебательные переходы с молекуле с разными J? Только влиянием центробежного искажения на чатоту перехода. Для жестких молекул она весьма мала вплоть до J=50, а это уже существенно выше комнатной температуры
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Сб мар 01, 2008 12:54 pm

И вновь не согласен.
Ширина Q-ветви N2, O2, CH4 при комн. темп. 3-5 см-1 [1]. Для н-пентана - н-тетрадекана: 2-4 см-1 (мои данные). Это мало?! :?

[1] Сущинский М. М. Спектры комбинационного рассеяния молекул и кристаллов, М: Наука, 1969, c. 321.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Сб мар 01, 2008 2:27 pm

А почему Вы считаете, что эта ширина -- следствие наличия распределения по j основного состояния? Я-то Вам предлагал его проигнорировать и считать, что у Вас ширина определяется только процессами релаксации.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Сб мар 01, 2008 8:56 pm

считать, что у Вас ширина определяется только процессами релаксации.
Ok. Давайте считать вместе: ширина линии 3 см-1 --> время жизни колебательного состояния <10^(-11) сек.
Вы отвечаете на вопрос, что приводит к таким радиационным потерям, а я пишу заявление в нобелевский коммитет :D


P.S.: Линия ассиметричная.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Сб мар 01, 2008 9:06 pm

Если мне не изменяет память, характерное время между столкновениями частиц в газе и есть того порядка
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Сб мар 01, 2008 10:55 pm

Не совсем, но близко: порядка 10^(-10) сек.
Проблема в том, что в скорости обмена энергией между различными степенями свобода мы не добераем как минимум пять порядков!

В общем, ни доплер, ни столкновительное уширение не дают линий шире 0.01 см-1 (при н.у.)

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вс мар 02, 2008 12:48 pm

Просмотрел несколько (5-7) статей из тех, что нашлись навскидку. Нигде детальные расчеты ширин не обсуждались, однако эмпирически ширины линий приближают лоренцевыми пиками. Указываемый основной механизм уширения линий -- эффект Доплера и столкновительное уширение.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Пн мар 03, 2008 9:20 am

Я так понял, что efremov хочет расчитать контуры колебательных переходов используя минимум эмпирики? Тогда нужно сначала считать потенциальную поверхность и поверхности компонент дипольного момента и затем вариационно решать ровибронную задачу. Полученные волновые функции потом использовать для вычисления интенсивностей переходов, они прямопропорциональны квадрату среднего значения дип. момента. Компоненты среднего значения вычисляются как обычно - интегрирование.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Пн мар 03, 2008 9:31 am

Я ему про расчет еще в первом ответе сказал :lol: Утверждалось, что существует относительно простая формула.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Пн мар 03, 2008 11:53 am

Тогда нужно сначала считать потенциальную поверхность и поверхности компонент дипольного момента и затем вариационно решать ровибронную задачу. Полученные волновые функции потом использовать для вычисления интенсивностей переходов, они прямопропорциональны квадрату среднего значения дип. момента. Компоненты среднего значения вычисляются как обычно - интегрирование.
Это конечно можно, но для такой точности необходимо иметь разрешенную вращательную структуру, чего в моем случае не наблюдается... :(
Суть вопроса: есть простые формулы (J'+J''+1)exp(-B''J''(J''+1)) для P-, R-, S- и O-компонент. В моем случае они неплохо работают. А для Q- я найти не могу... :?:
Просмотрел несколько (5-7) статей
А можно их увидеть :)

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Пн мар 03, 2008 1:36 pm

Nord писал(а):Я ему про расчет еще в первом ответе сказал :lol: Утверждалось, что существует относительно простая формула.
Простите, я этого не заметил.
efremov писал(а):Суть вопроса: есть простые формулы (J'+J''+1)exp(-B''J''(J''+1)) для P-, R-, S- и O-компонент. В моем случае они неплохо работают. А для Q- я найти не могу...
Этого, к сожалению, не знаю. Но просто интересно, зачем это нужно? Без сомнения, можно подобрать функцию под любую форму пика, но что это дает в научном плане?

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Пн мар 03, 2008 7:18 pm

Разделение ближколежащих пиков

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт мар 04, 2008 12:32 pm

efremov писал(а):Разделение ближколежащих пиков
Ну, для этого можно аппроксимировать суммой гауссиан.

efremov
Сообщения: 247
Зарегистрирован: Пт июн 02, 2006 10:53 am

Сообщение efremov » Вт мар 04, 2008 5:44 pm

Ну, для этого можно аппроксимировать суммой гауссиан.
Согласен. Так и сделаю, если не найду чего-то более "теоретически обоснованного" :)

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 10 гостей