Исследование одновременных переходов в колебательных спектрах сжатых газов и жидкостей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ



санкт-петербургский государственный

университет

На правах рукописи

урунов исакул аблакулович

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОВРЕМЕННЫХ ПЕРЕХОДОВ В КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРАХ СЖАТЫХ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ

Стадиальность 01.04.05. — оптика

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена на' физическом факультете Самаркандског -ордена Трудового Красного Знамени государственного университет; им. А. Навои.

Научный руководитель — кандидат физико-математических иау(-

доцент АХМЕДЖАНОВ Р.

Официальные оппоненты — доктор физико-математических нау[-

профессор ТОНКОВ М. В.

кандидат физико-математических науи старший научный сотрудник НАБИЕВ Ш. Ш.

Ведущая организация — Институт оптики атмосферы СО РА]

г. Томск.

ф w у?

3arniija диссертации состоится J^hii^jA?/— 1992 1

в час. на заседании специализированного совета К. 063.57.1

по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата физик< математических наук при Санкт-Петербургском государственном уш верситете по адресу:

199034, г. Санкт-Петербург, Университетская набережная» дом 7/S

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПГУ.

Автореферат разослан << --» - Л— —---1992

Ученый секретарь специализированного совета,

^кандидат физ мат, наук ТИМОФЕЕВ H.A.

1

„I

.. - У

0Б21АЯ ХАРАКТЕРйСТЯ-СА РАБОТЫ

Актуальность тдум. *'сследованле инлуцированннх межиюлеку-ляшыми взаимодействии/и спектров поглощения и рассеяния является одни« из актии'о оээгивз'узкхся направлений молекулярной спектроскопии. Индуцированные спектру поглощения запрещены прявилкуи отбора для электоических дипольных пепехолов р изолированных молекулах к наблюдаются в сжатых га.зях и конден-сиоованнкх средах. Причиной возникновения индуцированных переходов является понижение сиикетрик электронных оболочек при столкновении уолекул. Мндупкрованьне спектры позволяют получать ценную ин&ормают о процессах кежиолекулярног? взаимодействия, а гакже об злектроолтических параметрах' сталкивающихся молекул.

Одной из разновидностей ивдушрованннх переходов являются так называемые одновременные переходы, в которых один фотон поглсшается пвумя молекулами одновременно, что приводит к наб-л^денич в спектре частот, равных сумме,-а иногда и разности собственных частот каждой из взвимолеРствуящих молекул.

Изучение индуцированного поглощения представляет и псик-латаой интерес в задачах атеосдепной оптики и астрофизики. При измерении функций спектрального пропускания в "окнах" прозрачности, индуцированные спектры могут играть заметную роль наряду со слабыми линиями резонансного поглощения к крытьяки спектрйльннч линий пазрезенннх переходов. Кроме того, к атаосйере планет-гигантов индуцированное спектры поглопэ— ния водорода определяют тепловой баланс планет, а в случае атмосФерн 5енерн существенную роль играют интуцироват:»-'? спектры углекислого газа.

Целуя настоящей работы являлось экспериментальное исследование индуцированных ИК-спектров поглощения в сжатых газах и растворах, а также изучение влияния температуры и агпегат-ного состояния среды на полосы одиночных и одновременных переходов. Измерены и рассчитаны абсолютные интенсивности индуцированных полос поглощения с использл->~чием потенциалов иежмолекулярного взаимодействия Леннард.а-.. донса или Кихара.

Научнзя новизна работы состоит в следящем:

- г -

- показано, что на полосы одиночных индуцированных спектров поглощения существенно влияет эййект компенсации, в то'время как полосы одновременных переходов этому эффекту не подвержены.

- получены индуцированные ИН-спектрн поглощения растворов водорода в жидкой базе' в ряде многоатомных: растворителей и измепены абсолютные интенсивности изученных полос, дана интерпретация наблюдаемых спектров.

- обнаружен ряд новых полос одновременных переходов в смесях многоатомных соединений к получены количественные данные для интегральных интенсивностеГт этих полос.

- впервые на примере воюрода растворенного в эквиуоляпкой смеси жидких СО^ и (^наблюдены две полосы одновременных переходов + ^(СОр и + и показано, что интенсивности полос одновременных перехода? не подвержены заметному влиянию многочястичнъгх взаимодействий в конденсированной <5азе. .

Практическая значимость работы. Результаты исследования, изложенные а диссертации, позволяет провопить измерения зб-солятных интенсивностей индуцированных полос в растворах сжиженных газов.

Сравнения экспериментальных и вычисленных бинарных коэффициентов поглощения полос одновременных переходов показывает, что при правильном выборе потенциала взаимодействия электростатистический механизм индукции является достаточным для объяснения наблюдаемых интенсивностей полос в большинстве систем.

Подтвержденное в .настоящей работе отсутствие влияния эффекта компенсации на полосы одновременных колебательных переходов может найти практическое применение для определения методом абсорбционной спектроскопии растворимости газов в жидкостях, в том числе двухатомных соединений, у которых отсутствуют разрешенные ЙК-слектры поглощения. Автор затирает:

- результаты исследований яндуиированных Ж-спектров поглощения водовода в смесях с СОо.КоЭ, С5т, ОСЕ.,, СВС8о, бГ«.

в газовой и к/пкой -Ьаз.ах.

- результат?: экспериментальных и теооетичесних исследований

полос одновременных переходов в смесях двухатомных и много- . атомных соединений. Обоснована возможность применения спектроскопии одновременное переходов для определения растворимости газов в жидкостях.

- температурные и концентрационные исследования полос одновременных переходов г. смесях многоатомных соединений.

■Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Международных: конференциях по молекулярной спектроскопии (Болгария 1388;1969гг.),Международной конференции по контурам спектральных линий (Торун,1938г.), ХУШ Европейском конгрессе по молекулярной спектроскопии (Дрезден,1989г), XX съезде по спектроскопии (Клев,1988г), на УЛ-ой (Одесса, 1385г.), УИ-ой (Полтава,1987г.) Украинских республиканских школах-секинарах "Спектроскопия молекул и кристаллов", на республиканской школе-семинаре "Применение спектроскопии в народном хозяйстве" (Самарканд,3985г.), на советско-польском межуниверситетском семинаре "Спектроскопии водородной езязи" (Самарканд,1939г.), X Всесоюзном симпозиуме по молекулярной спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения (Омск, 1ЭЭ1г.), на совещании по атмосферной спектроскопии (Самарканд, 1991г.) и на ежегодных научно-теоретических конференциях Самаркандского госуниверситета.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 15 печатных работ, включая материалы указанных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, перечня основных результатов работы, списка цитированной литературы из 117 наименований. Диссертация включает Ш страниц текста, 32 рисунков, 9 таблиц и прилененке.

СОДЕНЯАНИЕ РАБОТЫ

Бо введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы основные положения и цель работы, кратко изложено содержание глав диссертации к приведены затдищчемие положения, научная новизна и пр^ктиче""""^ значимость.

Первая1глава содержит литературный обзор работ о природе возникновения и теории индуцнроганньтх спэктров поглощения в сжатых газах и конденсировапких средах. 3 поникание природы

индуцированного поглощения большой вклад внесли спектроско-, пические исследования молекулы водорода. Поэтому здесь значительное внимание уделено обзору экспериментальных и теоретических работ именно по индуцированным спектрам поглощения водорода и его различных смесей. Б этой глаге рассмотрен вопрос о правилах отбора и вывод общих формул для абсолютной и относительной гатенсивностей полос одновременных переходов. Приведен литературный обзор экспериментальных и теоретических работ по одновременным переходом в спектрах газовых и конденсированных систем.

Во второй главе дано описание, спектральных приборов и абсорбционных кювет высокого давления, изготовленных для выполнения настоящей работы. Основной экспериментальный материал был получен на четырех спектральных установках: спектрометре СД-1 созданный в отделе молекулярной спектроскопии КИИФ ЛГУ, на модифицированном для ИК-области спектрометре Д5С-12 производства ЛОёО и спектрофотометрах Перкин-Эльмер модели 225 фиршНПАСНГ , на и8-20 фирмы Каол-Цейс»Германия. Отдельные измерения спектров проводились на спектрофотометре ЙКС-29. .

На спектрофотометре ДФС-12 переделке была подвергнута осветительная часть прибора. Источник света установлен на таком расстоянии, чтобы его изображение проектировалось в среднш часть кюветы, и далее с помощью линз и плоского зеркала это изображение направляется на входную щель монохро-матора. Разрешение спектрометра во всей рабочей области (4000-7000см ) был лучше 0,5см~*. Градуировка спектральной аппарат;уры производилась по колебательно-врацагельным спектрам поглощения газообразных СО, Н^О, С9Н2, СОр, СН^ N^0 и линиям испускания ртутной лампы ПРК-4. Точность определения частот во всех случаях лимитировалась шириной исследованных полос поглощения и составляла- + (0,5-3)

В работе дано описание использованных абсорбционных кго-зет с оптическими слоями 25 и 50 см, которые способны выдерживать высокие давления (до 160атм.) и допускать вариация температур в иироком интервале (240-365°К). Для изучения жидких смесей применялся набор абсорбционных кювет трех типов с эптгческг!<я слоями (1+Ю)см (рассчитанных на давления до 60 атм.), 5см (до бОСятм. и 29С-370°К) и 1+3 см до

)ати. и (240-300 К). Все детали тсговет изготовлены из нер-^етаей стали.

При исследовании инт-.-чсивностей индуцированных спектров конденсированной 4азе необходимо точнее знание содержания тельных компонентов смеси. Содержание компонентов жидких зеей контролировалось по весу и объему, а содержание ино-ятокньтх соединений дополнительно контролировалось по ин-1СИБНОСТИ собственных разрешенных в ИК-спектрз полос по-лцения. РастБог*"гость водорода в изученных нами сжиженных sax (COg,NgO,SF& ) в литературе отсутствует. Поэтому кон-•гтрдцки водорода в этих случаях определялись методом га-зой хроматографии на хроматографе "Газохром-3011". Точ-угъ определения Kg была лучше 2%.

В удетьей главе приведены результаты иэкероний индуци-?акных ИК-спектров поглощения в смесях водорода с много-:«Н1Чйй молекулами COg, NgC, CS,, ССРД, CDC!lg,5Fg. Изме-гля проводились при трех и более различных текпенграциях ;орода. Максимальное давление в колете над раствором еос--*ляло 170 атм.

Индуцированная колебательная"полоса (1-0) водорода обьгч-состоит из трех ветвей: St, Qt , и 0, . Однако, из-за юй интенсивности ветвь 0( в большинстве слз~чаев практики не каблкпается. В газовых cwecr.x водорода Qj ветвь хопляется на две лимузине компоненты Qi и Qf , святые о проявление»/ тзянсляпионного движения колгнгул. рис.1 представлены кс&ебателью-вргярхтельнке спектры во-юда. в сгесях с COg. Аналогичный гвл в газовой ¿езе и-.тест •.уцицэт-анные спекгрч водорода с закись» азота и шестийто-'.•еой селей. При переходе к раствору водорода в хиаких уг-дт.лсто и закиси азота трансляционная структура разу^тва-:я и иаЗ.телае^ся только олна полоса Q , отвечающая чисто гебательноиу вообзтае»яя> кэдекул Ь9. 5 растворе Kg pSF<: ^лгадаптея во,'; три компоненты QR, "Q8 . Богатый'набор ¡ствегопос полос, рвзрезсвтис в ИК-спектре •»* киек азота, позволили Нам определить характеристики si..-:-: инцуцкров&з«-: колебательно-врчггатэльигх полос зодопога. Из-за сильно-нггложения полос и ^ ^V^S 3i;T<5:"i; зт;ал»сь за-

Рис.1 Спектр поглощения, водорода 5 смесях Н2+С02,Т=?.96°К

1 - газ,! =5Осм, М(Бг) =18,4 Амага,ЖСО0 =34,4Амага.

2 - раствор, I =5см, М(Н2) =14,2АмагаДСО)=402Амага.

регистрировать только центральную часть индуцированной полосы?? основного колебательного перехода водорода. В смесях К^ с иЗГ 5 удалось наблюдать Есе компоненты колебательно-вращательной полосы водорода. В случае растворов водорода в сероуглероде не удалось обнаружить линию 5^0) из-за наличия полосы поглощения З\>3сероуглерода в этой области, а в случае раствора в СБСЕд меиакщим.фактором является полоса 29, . Во всех изученных системах наряду с линиями собственного колебательно-вращательного спектра водорода наблюдались "лишние" полосы. Эти полосы были приписаны одновременным переходам и их интерпретация дается в четвертой главе.•

Параметры исследованных индуцированных полос водорода в смесях с многоатомными соединениями (частоты^, ширины и интегральные бинашые коэффициенты поглощения В ) приведены в таблице I. зкспешмянтальнне значения В,.. в таблицах I и 3 "исправлены" на эффект внутреннего поля по модели Лоренца.

Отмечается значительное уменьшение интенсивностей коле-бг-тельно-враиате.'у'пных полос водородп при пзрехосе из гязовоП фазы л тххуг., что связано с вл5»яки"?м зЯг&ечтя. компенсации,

Таблица I.

Параметры ин^.^поганн'-гх колебательно-вращательных полос водорода в бинарных смесях

истема ! £'аза ! ' Ю4 Во8 о /см-" А >.«агя 0 —

— I ' "чкспео. ! Л-Д». 1 Кг'хнгя

{„+С0, К'ЛК. 4156 4150 140+10 ' П5+8 54+6 104-115 108-130

о"яз 4510 120+10. Б+2 7,0-7,7 7,3-7,6

5 адп.к. 4500 105+10 2,5+0,6

» пр п Б * ЖИДК. 4700 130+10 18+3 19-21 ■ 20-24

4695 110+10 3,7+1

2+И20 газ ^ ЛШДН. 4153 4152 - 110+20 69+9 84 92

0 жигл. 4120 43+3 38+3 119-135 151

2 2 м 4665 72+3 32+3 80-92 1С2

Э^жидк. 4870 65+3 5,4+0,6 10-12 13

53тадк. 5065 50+3 3,0^0,3 6,2-7,1 79

:2+СС^ 3 жидк. 4131 65+2 104+6 45,8 70,8

5(ждк. 4690 72+3 32+3 44,3 67

5! яидк. 4890 - 3,6+0,8 - 5,8 8,о

5068 54+3 2,7+0,4 3,5 5,3

2+5% 0 газ 4 жидк. 4155 4152 82+8 57+7 13,9 12,7-19,5

а газ жид к. иг: 4499 100+10 70+5 9,7+1 5,6+1 4,9 4,4-6,9

• 51 жид г.. 4719 I10+10 25+2 13.1 12-16,4

4713 поло 12+2

4912 90+10 3,3+0,5 1,7 1,6-2,4

ь мил к. 4909 70+10 2,3+0,4

,+сисе. ч жидк. 4130 26+2 90+10 73,8 97

5 килк. 4685 85+5 23+2 47 4 64,4

5!ЖИДКЛ 4872 4543 7+1 6,2 6,4

У^Ш^ичк.] 2,7 3,3

т.е. уменьшением вброятности индуцированных переходов за счет компенсации электрических полей, создаваемых окружающими молекулами.

Для изученных систем, как показывают расчеты, основным механизмом фордаровзния'индуцированного пипольного момента является"квадрупольный механизм индукции. Интересно проанализировать значения интегральных бинарных коэффициентов поглощения изученных спектров и вычисленных на основе парного электростатического взаимодействия. Для расчета бинарного интегрального коэффициента-одиночных колебательно-вращательных полос водорода были использованы следующие фодауды:

aS LNeN« J ■ I h-c ' (i)

где L - длина .поглощающего слоя,Ма,Ив- плотности водорода и возмущающего газа в единицах Амага, N^- число Локгмидта, а) - частота в см~*;<1Ге^ЯЕЛяётся интегралом-sima.

<R-6>^3tfR-5exp[-^]dR

0 ^

W(R)-изотропный меяемслекулярный потенциал бинарного взаимодействия на расстоянии R между центрами частиц CtCH^) м S многоатомная молекула. В расчетах использовались эмпирические потенциалы Яекнапда-тДжонса С12—6) И Кихара.

который перехддйт.з потенциал Леннарда-Дпонса npnd=0, с комбинационными правилами Вертело для.определения параметров смеси. Фактор Г. имеет различный вид для разных ветвей колебательно-вращательной полосы водорода.

W)~Q¡ (я fclQ>sV*o I < i &!О>2>*«(4+1 •

•<i|Qa|0>2- 43E«Q^B<l¡ía¡0><i|Qa¡0> (4)

T(S) = зе5 [| Qg <1Ш йУ * {4+1 i |<?0| O>2-

•-^Oíy«<l|ío|0><HQa|0> (5)

где Q ,tk - ¡f - квадоупольныи момент, соедняя поляризуемость' и анизотропия поляризуемости, соответственно. Коэффициенты & их£бактеризует вклад матричных элементов тензора

(3)

анизотропии поляризуемости и квядрупольного момента молекул водорода в интенсивности С ЙЭ компонент.

Данные табяида позволяя* сделать вывод, что применение для вычислении абсолютных интенсивностэй индуцированных полос з смесях с водородом мекмолекуляримх потенциалов Ден-нард-Джонса (12-6) и Нихара дают приблизительно одинаковые значения интегральных бинарных коэффициентов, поглощения в пределах погрешностей определения параметров потенциалов и электрооптических параметров молекул.

Четвертая, глава посвядсна исследованиям одновременных колебательных переходов в спектрах поглощения сяатых газов и растворов. 3 дипольмом приближении в одновременном переходе с наибольшей вероятностью могут проявляться те колебания взаимодействующих молекул, одно из которых активно в инфракрасном спектре, другое - в комбинационном рассеянии. Исследованы одновременные колебательные переходы в бинарных смесях азота и окиси углерода с двуокисью углерода в газовой и жидкой фазах. Для систем СОо-^ в области одновременного перехода мекающим фактором является поглощение со стороны высоких частот, обусловленное полосой 2-цЧ^ССо и индуцированной полосой обертона 2 ^СО^. В результате для систем С0£-Мо удалось измерить интенсивность' только центральной части полосы одновременного перехода в обеих фазах. Следует отметить, что контуры рассматриваемых полос "^ССЦ^ ^ (^ о), ^ (СО) в разовой Фазе имеют вид двух максимумов. Расстояние меялу максимумами составляет около 20 Сравнение с ;Ъотз-

мой полос в спектрах других систем показывает, что контур полосы одновременного перехода напоминает по виду свертку угпиррнньтх за счет взаимодействия' контуров ПК-полосы колебания^ двуокиси углерода и линии КР двухатомной молакулы. Нами также измерены интенсивности полос однсвременттх песе-ходов в смесях с СС2,М20, СБ2, С С64 , 5Рб, С2С83 в'га-, зозой и жилкой Фазах. Параметры изученных полос одновременных пецеходои собраны з таблице 2.

Вычисленные и набляпаемке частоты максимумов полос ол-новозиешнх переходов практически ссзггэлзпт. Как витео и~ тлблипн 2, изадеоеннке интегральные бинарные к03'!:>тнг1к',к?,1 поглощения полос оглоппемрнны* пзовУ,пср р г\ч~г< ах же совпад-аот з пределах погрешности эксгсс/'/ентэ. »«хим об-

разом, в -отличие от одиночных индицированных переходов, одновременные переходы эффекту компенсации не подвержены.

Таблица 2.

Переход

I

см

-1

!Фаза!-_?__?зкспер. ? расчет

! дт>1/л ' Ю4

_т!---

см ? эксгсер.

Ваб/с¥ 2 Амагяг

! Д-Дж.

Т>(СО) + >\(С02; *>)(Н2) + >з(.С02)

тр+^Ся;)

газ 4491+2 - 4492 60+2 1,0+0,1 1,21

Р-Р 4490+2 42+2 1,1+0,1

Р2.3 4678+2- 4679 60+2 1,2+0,1 1,24

р-р 4578+2 45+2 1,1+0,1

газ 6500+3 .6504 85+3 " 8,3+0,е 1

Р-Р 6494+3 65+3 8,1+0,8

газ 5374+2 5376 90+2 4,2+0,4 4,8

р-р 5366+2 62+2 4,5+0,4

р-р 5645+2 5632 54+2 11,5+0,6 И

газ 5102+2 5103 70+3 19+3 20,5

р-р 5102+2 70+3 18+2

газ 477С+3 ■ 4771 70+3 2,8+0,4 1,6

Р-Р 4767+3 50+3. 1,'4+0,3

Проведено сравнение опытных значений бинарных коэф$ициен-. тоь поглощении изученных полос с рзссчктанннми на основе модели парного электростатического взаимодействия, которая птои-т к „ * _ „ л

Б 2А ж г<1К|о>4

аЬ Е -у6 с I- 3 (б)

где - интегральная интенсивность ЯукллыектальноВ Ш-яоло-сы многоатомной молекулы.

Б--гл!СЛ«":1;ые и найденные из опыта бинарные коэ5фйю»ентк поглощения полос одновременных переходов находятся р. удовлетворительном согласии, ото показывает, что электростатический (в кяиен: случае - дкполькнК) и-ехснизг/ иняукшй является достаточны:/ для объяснения няблвгяс.маГ; интенсивности.

Итак, отсутствие влияния зф?-ектя ко!/,пенсами на полосы

одновременных колебательных переходов может найти практическое применение для определения методами абесрбционно" спектроскопии растворимости газов з жидкостях, в том числе двухатомных соединений, у которых отсутствуют раэретгеняне Ж-спак-тры поглощения.

Далее рассмотрены результаты измерений одновременных переходов в смесях многоатомных жидкостей. В литературе пповедет»* намерения интонсивностей полос одновременных колебательных переходов, в основном для смесей, где одним из партнеров . взаимодействия является двухатомная молекула. Изучение яе одновременных колебательных переходов э спектрах смесей мкого-<зтомных соединение часто затруднено из-за наличия многочисленных собственных разрешенных в ИК-спэятре полос поглощения, тотсрьте, как правило, на 3-4 порядка превосходят по интенсивности индуцированные полосы. -Полосы одновременных переходов довольно широки и в большинстве случаев з той или даоЯ степени имеет место их перекрывание с разрепэннкми полоса?™ молекул. При измерениях интегральных интечсивностей полос одновременных переходов основкче трудности связаны с выделением искомой полосы и определением базовой линия.

.Нами исследованы спектры поглощения смесей ряда многоатомных' соединений СНСе^, СПС23, СЕВг3, СбНб, СН3СЛ с сероуглеродом и жидкой углекислотой з области одновременных колебательных переходов. 3 спектрах проявляются полосы одновременных переходов с комбинацией колебаний ^ линейшх молекул, которому соответствует сильная инфракрасная полоса и колебаний , многоатомных молекул, имеющее каибольотг.. интенсивность а спектрах комбинационного рассеяния. Разделение полос производилось графическим способом з предположении симметричности контура калдой отдельной компоненты э спектре. Правильность данной процедуры контролировалась по совпадения суммарного контура полос с наблюдаемым на опыте. С учетом всех мешающих факторов ошибки в значениях интегральных ин~ тенсивностей полос составляют 8-15^.

На рисунке 2 представлены ИК-спехтрь1 поглощения в жидких смесях + в области полос одновременного пе-

рехода. Интегральные интенсивности полос олно?эеменнь*х пооо-'содоп бкди полтонн после вычитания поглощения. обусловлен-

него чистыми компонентами.

Мешаялими факторами были со стороны низких частот крыло полосы З^С^р) и слабые составные полосы СНСЕд.

Параметры изученных полос представлены в таблице 3. Во всех случаях наблюдаемые частоты полос одновременных переходов близки к вычисленным как „ сумка соответствующих частот коле баний.

Как видно из таблицы, вычмелен-р8ЫЧ

значения о„ с ксподьзовани-

46С0

4500

4400 гЫ"

ные

ем .потенциала здхара значительно лучше согласуется с экспериментальными величинами интегральных

бинарных коэффициентов поглощения т, зкей

Ьрв полос одновременных переходов изученных жидких смесей.

Рис.2 ИК-спехтрн поглощения смеси

1-С52 Ь =1см ^^

3-набл-одаемые полосы одновременного перехода

'■^(СУ+ *>,(СНСез)

4-выделенная полоса одновременного перехода

Параметры полор одкояремеычьгх. переходов в спектрах смесей с О^ л СЗ^ пр.ч комнатной температуре

система

1

см

-I

! см-'!ркспег. ' Л-й?.. 'К^

1)5(С0.)4^(СсКь) •93(С0г) + ^(С6Н6)

4017*2 5410+3 3344+2 4524+2 3765+2 5657+2 6487+2 '4512+2

4523ч2 3765+2

36+2 70+3 4В+3 45+2 42+2 54+2 56+2 31+2 4З

33

3,6+

0,5 31+4 9,4ч2 9,2+1 4,5+0,5 7,9+0,5 6,0+0,8 3,9+0,5 30 Л 8,5+1

4,5+0,5

0,93 13

Б, 7

2,4

и

8.3 6,1 0,93 13

2.4

г ->

¿ара

2,3 ол

7,0

3,3

8,7

8,6

2 3

30

7 О

2-Я2+С02+£52, ЖН2) - 14 Ашга.

Для выяснения характера взаимодействия, (бинарного или многочастичного, свободно-свободного или специфического, например, с образованием молекулярных комплексов) было проведено разбавление некоторых; систем в нейтральном растворителе. В представленном на рисунке 3 спектре раствора водорода эяа.молярной смеси жидких СС>2 и С52 удалось зарегистрировать сразу две полосы одновременных переходов "НР^Н^ССОг,); ^(Н^ + ^Сб^).

Данные таблицы 3 показывает, что вероятности одновременных переходов, обусловленных дипольной индукдаей,не чувствительны к многочастичным взаимодействиям в жидкой фазд, которые могут проявляться э виде известного эффекта компенсо-шли или существования высших (тернарного и т.д.) членов разложения интегральной интенсивности по степеням плотностиN3 молекул растворителя. В стой связи интересно проанализировать результаты исследования спектра тройной системы ^•(•СЗз+СОо. При отсутствии вклада тернарного и других ные-гаих членов отношение интегральных интенсивностей полос двух набдпдаеммх одновременных переходов долят быт-, равно:

ф _ NgCK,). Вов __ Nb(C5,) Ag(C&,> .^(coj.V^ <P"4>";

Ne(COa) BS ~N6CC0^ А„(СОг)' i>6(cs3) <JT4>® (7)

где индексы I к 2 обозначают парк hg+CSg n fcg+COg*соответ-ствекно. Существенно, что не заЕисялее от концентрации молекул водорода, отношение (7) не зависит также и от поправок на локальное поле, поэтому за интегральные интенсивности дияольно-акгквньос переходов можно .принимать величины для газовой фазьт, что гажно для веществ, у которых отсутствуют данные по интенсивности полос в конденсированной фвзе. Вычисленное отношение Ф,2~1,06 совпадает с опытным 1,01+0,16 в пределах ошибки последнего.

Наш? изучены такте полосы одновременны/: переходов в смесях многоатомных соединений, растворенных в четырехлоркстом углероде. Во всех случаях, в тройных смесях имело место заметное сужение полос одновременны): переходов и практически неизменным оставались интегральные бинарные коэффициенты поглощения. Этот Факт свидетельствует о преимуцествянно бинарном характере взаимодействия в формировании кнтенсивнос-той полос одновременных переходов в жидкой фазе.

Были проведены температурные измерения параметров, полос одновромегаых: переходов в жцдккх смесях CSg+CDCC^ v, CCW C?CEg ь интервале 240-350°й. Отмзчаетсл сохранение интегральных пктенсиБНОстей ¿зучоиных полос одновоеуенных переходов ь. .указанном интервале температур.

Результаты настоядей работы продемонстрировали отсутствие' влияния многочасткчных взаимодействий на интенсивности полос одновременных колебательных переходов г. кскяен-сирэ в п иной Фа з е.

. ' 0СК0ШЦЕ РВЗУЛЬТАТК РАБОТЫ

1. Измерены частоты, ширины и абсолютные интенсивности икЕуцврэвпнккх колебателььо-рртзате.чьнь^: полос .For.opo.Tia в спекарак поглощения, cvecc>? с С02, Ng^« ^4 к CDOC3 в газовой и якдкой фазах.

2. &ученн полоты одновременных переходов в ИК-следт-рах. поглощения емвеей Hg,. Ng, ^ с в ГЗЗГ)_

15ой я жидкой дазах.

3. Подтверждено влияние Эффекта компенсации на индуцированные колебателъно-враяательныа спектры водорода в растворах. Показано, что одновременные переходы эшбекту компенсации не подвержены.

4. Предложено методом абсорбционной спектроскопии одновременных переходов определять количество растворенного газа в конденсированных средах для двухатомных молекул у которых отсутствуют разрезанные ИН-спектры поглощения.

5. Исследованы одновременные колебательные переходы в спектрах ряда жидких смесей многоатомных соединений при комнатной температуре. Проведено сравнение опытных и вычисленных з приближении дипольной индукции интегральных бинарных: коэффициентов поглощения наблюдаемых полос одновременных переходов и получено удовлетворительное согласие в случае использования модели Кихара.

5. По концентрационным исследованиям интексивностей полос одновременных переходов в изученных смесях установлен преимущественно бинарный характер взаимодействия о формировании интенсивностей полос одновременных переходов в кон— денсированной йазе.

Основное содержание работы опубликовано в следующих' статьях и тезисах докладов:

1. Ахмеджанов Р., Пекьшин A.M., Урунов И.А. Исследование одновременных переходов в спектрах некоторых .пилких смесей //Исследование оптико-акустических свойств жидкостей и твердых тел.Сборник статей.С.28-32.изд.СамГУ.Самарканд.-1984.

2. Ахмеджанов Р., Буланин И.О., Урунов И.А. Исследование одновременных переходов в колебательных: спектрах систем СС^+СО, CO^+Ng //Оптика и спектг5оскопия.198б.т.б1.зш.1.-С.59-53.

3. Ахмеджанов Р., Урунов И.А., Курбаниязов С.Х. Индуцированные ИК-спектрп поглощения некоторых растворов водорода //Исследования по молекулярной, акустической я ядеоной спектроскопии . Сб.статей.изд.СамГУ.Самарканд-1987.С.29-32.

4. Akhmed:hanov R., BuLanin М.О., llrunov Г.А. - Foroidden

viBration-rotgtianaL transitions in aBsorption spectra of some hydrogen-con taming mixtures / 9-th International conference on spectral Line shapes. July 25-29. К'вэлсгип. Poland Abstracts of ContriButed Papers. Т.П.

b. Akhmed.zhanov R.,lIrunovI.Av Kur6aniyazov S.H.- biniuitinecus vibrational transitions in aSsorption spectra of some miAtures with CS2,C02 and N20./Tenth National Conference on molecular spectroscopy with international participation, Elaroevgrad, August. 29th-septem6er 3d. 1988. p-fft

6. Ахкелжанов P., Нуланинг"М.О., Уруков И.А. Отноврзкенкк-колебательные переходы в спектрах поглощения cweceii Еоноропа

с NgO, С02, CS2 е газовой и "жидкой &азах//Оп?ккг и спехтгсско-пия.1988.т.65.в.1.C.II3-II6.

7. Ахмедаанов Р., Пеньетш A.M., Уруыов И.А., СарибджанэЕ P.VI. Одновременные колебательные переходы, в спектрах поглощения комплексов со слабой водородной связью //XX Всесоюзны"; съезд по спектроскоггаи:Тез.докл.Киев.I9S8.C.444.

8. Атахолжаев А.К., Ахмеджанов Р., Курбанилзов С.Х., Кама-тов А.К., Урунов И.А. Запрещенные переходы в Ш-спектрах поглощения некоторых бинарных систем //XX Всесоюзный съезд по спектро скопим:Тез.дога.Киев.1963.С.300.

9. Akhmedihanov R„ hur6aniyazcv S. Н., UrunovI.A., KbodjievaE.-YiBrationaL porfjidden transitions in the infrared ^sorption Spectra in 6inar\; matures. /XXV CoLloquim spectroscopi-cum International.. AEstracts. Sofia. 1969. p,116.

13 AhhrnedzhanovR., Bubnin M.O., Urunov I.A.-Simultaneous viBrationaL transitions in aSsorption spectra of Liquid mi xtures. // XiXth European Congress on MoLecuUr Spectroscopy. Dresden.(SDK. 19e9.P.iB&.

II. Ахмеджанов P., КуЪббНИЯзов С.Х., Уруюз И./., 0,г,ноМ)е-vehhwe переходы к ИгС-спектрях поглощения ьжогозтсуккх молекул р «зтяккх смесях //Спектроскопии ксндеискрорчкнто: спел. Сб. стчтей. и^п. Ся;/ГУ. Сама рканд. -1990. С.

12. Атакоджаев А.К., Ахмеджанов ?., Урунов И.А. Иштуии-рованнке Ж-спектры поглощения в смесях водорода с иесту-i-ористсй серой //ДАН УэССР.кад."МЬ" Ташкент. 1991. £ 3. С. 22-34.

Сзд'ГУ зад. А 483 тир. 100