программа учебной дисциплины

Молекулярные спектры и релаксации

Филиппов Николай Николаевич,

доктор ф.-м.н., профессор

Эта программа также доступна в rtf формате.
См. также вопросы к экзамену по этому курсу.

Аннотация

В курсе дается углубленное изложение теории контура ИК полос в спектрах взаимодействующих молекул. Рассматриваются связь формы контура с характеристиками процесса диффузии молекул, роль коллективных эффектов в формировании контура, спек-тральные проявления асимметрии молекулярного окружения молекул в жидкости и плотном газе. Курс ориентирован на ознакомление студентов и аспирантов с различными подходами к описанию спектров взаимодействующих молекул.

Введение.

Методы описания молекулярных движений в конденсированных системах: газовый и твердотельный подходы. Сравнительный анализ формы полос в газовых, жидких и кристаллических средах.

Молекулярная диффузия и форма ИК полос

1. Поступательная и ориентационная диффузия молекул, основные механизмы диффузии, связь коэффициентов диффузии с микроскопическими характеристиками среды.
2. Модельное описание диффузии, газовый подход. Модель "Килсона-Сторера", предельные случаи сильных и слабых столкновений. Качественные характеристики спектра, описываемого данной моделью.
3. Модельное описание диффузии, твердотельный подход. Модель решеточного газа. Анизотропия молекулярного окружения. Качественные характеристики спектра, описываемого данной моделью.
4. Трансформация контура полос линейных молекул при изменении плотности растворителя (плотный газ - жидкость - кристалл). Интерпретация экспериментальных данных с помощью газовых и твердотельных моделей.
5. Вращательные индуцированные спектры линейных центросимметричных молекул в жидких и твердых системах, форма и интенсивность линий. Связь интенсивности линий с асимметрией молекулярного окружения, ширина линий и характеристики поступательной диффузии молекул. Интерпретация вращательных ИК спектров молекулярного водорода в жидком и кристаллическом аргоне.

Проявление коллективных эффектов в спектрах жидких систем

1. Взаимная корреляция молекул в жидких системах. Диполь-дипольное взаимодействие.
2. Возмущение структуры уровней молекул вследствие их взаимной корреляции, спектральные проявления таких возмущений. Модельное описание возникающих эффектов и интерпретация экспериментальных данных.

Литература

Основная
1. У. Коффи, М. Ивенс, П. Григолини. Молекулярная диффузия и спектры. М., Мир, 1987.
2. А.А. Бурштейн, С.И. Темкин. Спектроскопия молекулярного вращения в газах и жидкостях. М., Наука, 1982.
3. Н.Н. Филиппов. О спектроскопических проявлениях асимметрии молекулярного окружения и кинетики диффузионных процессов в жидких растворах водорода. Система H₂-Ar. Химич. физика, 1992, т.11, с.1157-1166.

Дополнительная
1. Filippov N.N., Tonkov M.V. Semiclassical analysis of line mixing in the infrared bands of CO and CO₂. J.Quant.Spectr.Rad.Transf., 1993, v. 50, No 1, p.111-125.
2. Filippov N.N., Bouanich J.-P., Boulet C., Tonkov M.V., Le Doucen R. N., Thibault F. Collision-induced double transition effects in the 3ν₃ CO₂ band wing region. J. Chem. Phys. 1997, v. 106, p. 2067-2071.
3. Filippov N.N., Rutkowski K.S. Spectroscopic manifestation of molecular rotation dynamics in dense media: CO fundamental band in liquid and solid CO-Kr and CO-Xe solutions. J.Mol.Liquids, 2001, v. 92, 251-261.