ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРОВ МОЛЕКУЛЫ РНЗ В ДИАПАЗОНЕ 2800-5000 СМ1, ,- выпускная квалификационная работа

Содержание

Реферат
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Литературный обзор 6
2 Извлечение положений и интенсивностей линий молекулы PH3 из экспериментальных
спектров в диапазоне 2800 - 3600 см-1 8
3 Извлечение интенсивностей из спектров, вычисленных из ab initio дипольного
момента 11
4 Сравнение вычислений из экспериментальных спектров и вычислений из ab initio
дипольного момента 18
5 Нахождение положений и интенсивностей линий из двух экспериментальных спектров
при разных температурах в диапазоне 4000 - 4800 см-1 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение

Высокий уровень развития современной теоретической колебательновращательной спектроскопии молекул дает возможность объяснить полученную экспериментальную информацию. Спектральный анализ - это метод определения химического состава вещества по его спектру. Можно определить химический состав тела благодаря тому, что все спектры индивидуальны. С помощью спектрального анализа можно обнаружить данный элемент в составе сложного вещества. Данный метод позволяет определять химический состав небесных тел, которые удалены от Земли на расстояния в миллиарды световых лет. Химический состав атмосфер планет и звезд, холодного газа в межзвездном пространстве, возможно, установить по спектрам поглощения. Изучая спектры, ученым удалось определить не только химический состав исследуемых небесных тел, но и их температуру.
В работе прошлого года «Изучение спектров молекулы PH3 в районе октады» был выполнен анализ спектров молекулы PH3 в диапазоне 2800 - 3600 см-1 . Целью являлась разработка полных списков линий молекулы фосфина. В ходе работы было необходимо уточнить список линий, интенсивность и положение, провести сравнение с предсказанием, как из вариационных методов, так и из модели эффективного гамильтониана и уточнить модель эффективного гамильтониана и эффективного дипольного момента. В процессе выполнения работы возникла необходимость провести сравнение с базами данных, так как возникло подозрение, что интенсивности определены неправильно. По окончанию данной работы полученные расчеты сравнили с базой данных HITRAN. В процессе работы было найдено более 5000 идентификаций и выявлено около 100 несоответствий с базой данных HITRAN. Настоящая работа представляет собой исследование спектров молекулы фосфина в диапазоне 2800-5000 см-1 .
Задачами данной работы являются:
1. Улучшение моделирования спектров PH3 методом эффективного Гамильтониана в диапазоне 2800-3600см-1.
2. Получение пик-листа в диапазоне 4000-4800см-1.
3. Сравнение с вариационными вычислениями.
Полученные данные исследования важны для пополнения баз данных и банков спектроскопической информации, которые в дальнейшем используются в атмосферной оптике, астрофизике и т.д.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

В данной работе проведено исследование и выполнен анализ спектров молекулы PH3 в диапазоне 2800 -5000 см-1. Целью являлось улучшение моделирования спектров PH3 методом эффективного Гамильтониана в диапазоне 2800-3600 см-1, получение пик- листа в диапазоне 4000-4800 см-1 . Провести сравнение с вариационными вычислениями. В ходе работы была улучшена статистика по интенсивностям. Было найдено 1861 идентификация и проведено сравнение вычислений из экспериментальных спектров и вычислений из ab initio дипольного момента. Сравнивая два вычисления, пока не удается точно сказать, какое из вычислений оказывается более верным. Поскольку, интенсивности, полученные из спектров, вычисленных из ab initio дипольного момента, подгоняются гораздо лучше, чем интенсивности, вычисленные из экспериментальных спектров. Однако в вычислениях из ab initio дипольного момента наблюдаются артефакты. Это означает, что в предсказании присутствуют линии, которых нет в спектре. Причиной этого может являться неточность ab initio расчетов. Что касается вычислений из экспериментальных спектров, то на данный момент они оказываются наиболее близки к эксперименту. Также, необходимо отметить, что в настоящей работе была исследована следующая полиада 4000-4800см-1. Начальный пик- лист составлял 6063 линии. На настоящее время полученный пик-лист содержит 7528 линий. Таким образом, удалось добавить 1465 линий. В будущем планируется получить идентификацию для части линий.

Литература

1. Rey M. Predictions for methane spectra from potential energy and dipole moment surfaces: Isotopic shifts and comparative study of 13CH4 and 12CH4 / M. Rey, A. V. Nikitin, V. G. Tyuterev // J. Mol. Spectrosc. - 2013.-Vol. 291.- P. 85 - 97.
2. Malathy Devi V. Line Positions and Intensities of the Phosphine (PH3) Pentad near 4.5 pm / V. Malathy Devi, I. Kleiner, R. L. Sams, L. R. Brown, D.C. Benner, L.N. Fletcher // J. Molec. Spectrosc. - 2014. - Vol. 298. - P. 11-23.
3. Nikitin A. V. Vibration energy levels of the PH3, PH2D, and PHD2 molecules calculated from high order potential energy surface / A. V. Nikitin, F. Holka, V. G. Tyuterev, J. Fremont // J. Chem. Phys. - 2009. - Vol. 198. - P. 244312.
4. Nikitin A. V. Improved algorithms for the modeling of vibrational polyads of polyatomic molecules: application to Td, Oh, and C3v molecules / A. V. Nikitin, J. P. Champion, V. G. Tyuterev // J. Mol. Spectrosc. - 1997. - Vol. 182. - P. 72- 84.
5. Ovsyannikov R. I. PH3 revisited: Theoretical transition moments for the vibrational transitions below image / R. I. Ovsyannikov // J. Molec. Spectrosc. - 2008. - Vol. 252.
- P. 121-128.
6. Sousa-Silva C. A computed room temperature line list for phosphine / C. Sousa-Silva S.N. Yurchenko , J. Tennison // J. Molec. Spectrosc. - 2013. - Vol. 288. - P. 28-36
7. Никитин А. В. Визуализация и идентификация спектров программой SpectraPlot / A. В. Никитин, Р. В. Кочанов // Оптика атмосферы и океана 2011. - C. 936-941
8. Lodi L. A global, high accuracy ab initio dipole moment surface for the electronic ground state of the water molecule / L. Lodi, J. Tennyson, O. L. Polyansky // J. Chem. Phys. - 2011. - Vol. 135. - P. 3413
9. Rey M. Ab initio ro-vibrational Hamiltonian in irreducible tensor formalism: a method for computing energy levels from potential energy surfaces for symmetric-top molecules / M. Rey, A.V. Nikitin, V. G. Tyuterev // Molec. Phys.- 2010. - Vol. 108. - P.2121-2135.
10. Schwenke, D.W. Vibrational energy levels for CH4 from an ab initio potential / D. W. Schwenke, H. Partridge // Spectrochim. - 2001. - Vol. 57. - P.887-895.
11. Tennyson, J. Vibration-rotation transitions dipoles from first principles / J. Tennyson // J. Molec. Spectrosc. - 2014. - Vol. 298. -P.1-6.
12. Yurchenko, S.N Ab initio dipole moment and theoretical rovibrational intensities in the electronic ground state of PH3 / S.N.Yurchenko // J. Molec. Spectrosc.- 2006. - Vol. 239. - P.71-87.
13. Жилинский Б. И. Метод неприводимых тензорных операторов в теории спектров молекул / Б. И. Жилинский, В. И. Перевалов, В. Г. Тютерев. - Новосибирск, 1987. С.113-125.
14. Nikitin, A.V. Global modeling of the lower three polyads of PH3 / A.V. Nikitin //. J. Molec. Spectrosc. -2009.-Vol. 256. - P. 4-16
15. Nikitin, A.V. Extension of the MIRS computer package for modeling of molecular spectra: from effective to full ab initio ro-vibrational hamiltonians in irreducible tensor form / A. V. Nikitin // J. Quant. Spectrosc. - 2012.-Vol. 113.- P. 1034-1042.