Вплив оточення на структуру та коливальні спектри кластерів метанолу
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe71.1.39Ключові слова:
метанол, водневий зв’язок, IЧ спектри, кластер, аргонАнотація
У роботi дослiджено вплив оточення на геометричнi параметри та спектри IЧ поглинання малих кластерiв метанолу (мономер, димер, тример) за допомогою квантово-хiмiчних розрахункiв методом DFT (B3LYP/cc-pVTZ). Показано, що оточення атомами аргону сильнiше впливає на структуру молекули метанолу, нiж оточення молекулами самого метанолу. Вплив оточення на структуру молекул метанолу головним чином полягає у збiльшеннi довжин зв’язкiв C–H та O–H, що проявляється у спектрах IЧ поглинання у виглядi червоного зсуву вiдповiдних спектральних смуг. Порiвняння результатiв моделювання для кластерiв метанолу рiзних розмiрiв показало, що величина спектрального зсуву зменшується зi збiльшенням числа молекул у кластерi. Порiвняння результатiв моделювання з експериментальними даними дозволило зробити висновок про доцiльнiсть використання даного пiдходу для iнтерпретацiї спектрiв одноатомних спиртiв у матричнiй iзоляцiї.
Посилання
1. V. Pogorelov, L. Bulavin, I. Doroshenko, O. Fesjun, O. Veretennikov. The structure of liquid alcohols and the temperature dependence of vibrational bandwidth. J. Mol. Struct. 708 (1-3), 61 (2004).
https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2004.03.003
2. P. Golub, I. Doroshenko, V. Pogorelov. Quantum-chemical modeling of energy parameters and vibrational spectra of chain and cyclic clusters of monohydric alcohols. Phys. Lett. A 378, 1937 (2014).
https://doi.org/10.1016/j.physleta.2014.04.032
3. V. Pogorelov, Ye. Chernolevska, Ye. Vaskivskyi, L.G.M. Pettersson, I. Doroshenko, V. Sablinskas, V. Balevicius, Ju. Ceponkus, K. Kovaleva, A. Malevich, G. Pitsevich. Structural transformations in bulk and matrix-isolated methanol from measured and computed infrared spectroscopy. J. Mol. Liq. 216, 53 (2016).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.12.099
4. O. Mishchuk, I. Doroshenko, V.Sablinskas, V.Balevicius. Temperature evolution of cluster structure in n-hexanol, isolated in Ar and N2 matrices and in condensed states. Struct. Chem. 27, 243 (2016).
https://doi.org/10.1007/s11224-015-0692-7
5. V. Pogorelov, A. Yevglevsky, I. Doroshenko, L. Berezovchuk, Yu. Zhovtobryuch. Nanoscale molecular clusters and vibrational relaxation in simple alcohols. Superlattices and microstructures 44 (4-5), 571 (2006).
https://doi.org/10.1016/j.spmi.2008.01.014
6. Z. Mielke, S. Coussan, K. Mierzwicki, P. Roubin, M. Sa ldyka. The complexes between CH3OH and CF4. Infrared matrix isolation and theoretical studies. J. Phys. Chem. A. 110, 4712 (2006).
https://doi.org/10.1021/jp057300t
7. M. Van Thiel, E.D. Becker, G.C. Pimentel. Infrared studies of hydrogen bonding of methanol by the matrix isolation technique. J. Chem. Phys. 27, 95 (1957).
https://doi.org/10.1063/1.1743725
8. I. Doroshenko, V. Pogorelov, V. Sablinskas, V. Balevicius. Matrix-isolation study of cluster formation in methanol: O-H stretching region. J. Mol. Liq. 157, 142 (2010).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2010.09.003
9. I.Yu. Doroshenko. Matrix isolation study of the formation of methanol cluster structures in the spectral region of C-O and O-H stretch vibrations. Low.Temp.Phys. 57 (7), 604 (2011).
https://doi.org/10.1063/1.3643482
10. A. Vasylieva, I. Doroshenko, O. Doroshenko, V. Pogorelov. Effect of argon environment on small water clusters in matrix isolation. Low.Temp.Phys. 45(6), 736 (2019).
https://doi.org/10.1063/1.5103255
11. I. Doroshenko, M. Onuk, L. Meyliev, B. Kuyliev. Conformational composition of propanol in gaseous state and in matrix isolation. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 747(1), 81 (2022).
https://doi.org/10.1080/15421406.2022.2066795
12. I. Doroshenko, M. Onuk, A. Nekboev, B. Kuyliev. Influence of an argon matrix on trapped ethanol clusters. Low Temp. Phys. 51, 480 (2025).
https://doi.org/10.1063/10.0036207
13. S.G. Stepanian, L. Adamowicz. Influence of matrices on the low-temperature IR spectra of the formic acid molecule isolated in inert gas crystals. Low Temp. Phys. 46, 192 (2020).
https://doi.org/10.1063/10.0000534
14. S.G. Stepanian, A.Yu. Ivanov, L. Adamowicz. Effect of lowtemperature argon matrices on the IR spectra and structure of flexible N-acetylglycine molecules. Low Temp. Phys. 42, 1167 (2016).
https://doi.org/10.1063/1.4973702
15. M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel et al. Gaussian 09 Rev. D.1. (Gaussian Inc, Wallingford 2009).
16. I. Doroshenko, V. Pogorelov, V. Sablinskas. Infrared absorption spectra of monohydric alcohols. Dataset Papers in Chemistry. 2013, 329406 (2013).
https://doi.org/10.7167/2013/329406
17. V. Pogorelov, I. Doroshenko, P. Uvdal, V. Balevicius, V. Sablinskas. Temperature-controlled kinetics of the growth and relaxation of alcohol clusters in an argon matrix. Mol. Phys. 108, 2165 (2010).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
