Слабосвязанные комплексы молекулы йода в валентных и ионно-парных состояниях: 2021 г. этап 3

Project: Grant fulfilmentGrant stage fulfilment

Project Details

Description

Особенностью настоящего проекта является комплексный характер исследования. Сравнительно простые системы этих комплексов позволят непосредственно сопоставить молекулярные характеристики электронно-возбужденных состояний, получаемые как из эксперимента, так и из предсказаний теоретических моделей. Сравнение результатов, получаемых из полуэмпирических поверхностей потенциальной энергии и в квантово-химических расчетах, позволит определить влияние многочастичных взаимодействий в таких системах.

Layman's description

Особенностью настоящего проекта является комплексный характер исследования. Сравнительно простые системы этих комплексов позволят непосредственно сопоставить молекулярные характеристики электронно-возбужденных состояний, получаемые как из эксперимента, так и из предсказаний теоретических моделей.

Key findings for the project

Методом спектроскопии лазерно-индуцированной люминесценции комплексов, охлажденных до температуры порядка 1 К, на созданной нами уникальной установке по исследованию ван-дер-Ваальсовых (ВДВ) комплексов молекул галогенов в сверхзвуковых молекулярных пучках исследованы колебательная и электронная предиссоциация (КП и ЭП, соответственно) ВДВ комплексов и кластеров в ионно-парных (ИП) состояниях, а также люминесценция самих комплексов:
1. HeI2(E0_g^+,vE=0-6,nE) в конфигурации free-rotor;
2. HeI2(E0_g^+,vE=0-17,nE) в Т-образной конфигурации;
3. NeI2(E0_g^+,vE=0-6, n_E^str,n_E^b) в Т-образной конфигурации.
4. ArI2(E0+g,vE=0-16,nE) в Т-образной конфигурации;
5. Ne2I2(E0+g,vE=0-5, n_E^str,n_E^b);
6. Ne3I2(E0+g,vE=0, n_E^str,n_E^b);
7. ArICl(D'2, E0+, β1) при заселении из ArICl(A1) в Т-образной конфигурации;
8. HeICl(IP) при заселении из HeICl(A1) в Т-образной и линейной конфигураций.
Проведены поисковые эксперименты с целью обнаружения комплексов MICl, M = NH3, N2, CO, в ИП состояниях. Комплексы в ИП состояниях не обнаружены, по-видимому, из-за быстрой КП и ЭП комплексов в промежуточных состояниях MICl(A1). Обнаружены продукты КП комплексов N2ICl(A1), COICl(A1).
Все данные получены впервые

Key findings for the stage (in detail)

Исследованы процессы электронной и колебательной предиссоциации комплексов ArICl(A1). Обнаружить электронную предиссоциацию при заселении ArICl(A, vA = 12, 14) не удалось. Обнаружена колебательная предиссоциация, в результате которой образуются свободные молекулы ICl(A,vA) с потерей двух, трех и четырех колебательных квантов.
Измерены спектры возбуждения люминесценции при различной задержке импульса для получения абсолютного значения скорости распада комплекса ArICl(A1). Время жизни комплекса ArICl(A1), τArICl(A1) = 22 ± 1 нс, оказалось значительно больше времен жизни других комплексов молекул йода в состоянии 〖B0〗_u^+: τHeI2(B) = 44-128 пс и ICl(A1) τNeICl(A) = 3 ± 2 нс.
Показано, что распад комплекса ArICl(A1) по механизму КП сопровождается образованием молекулы ICl(A1) в широком диапазоне вращательных квантовых состояний. Распределение относительных вероятностей вращательных каналов распада колебательных уровней ВДВ комплексов подчиняется различным законам.
Исследованы процессы заселенности и распада ВДВ комплексов в ИП состояниях ArICl(IP,vIP,nIP) при энергиях ниже, чем соответствующая пределу диссоциации ArICl(E,vE = 0,nE) (IP = E0+, D'2, β1), vIP = 0, 1, nIP - квантовые числа ВДВ мод). Показано, что времена жизни ArICl(IP,vIP,nIP), определенные в спектральных диапазонах, где имеет место люминесценция ArICl(E → X0+, D'→ A'2 и β → A1), одинаковы, τ = 20.3 ± 1.0 нс. , т.е. в переходах ArICl(IP,vIP,nIP ← A,vA,nA) заселяются сильно замешанные состояния, и основным каналом распада комплекса является излучение.
Мы оценили энергию связи ArICl(E,vE = 0,nE) и изучили заселенность и распад ArICl(IP,vIP,nIP), при энергиях, превышающих предел диссоциации ArICl(E,vE = 0,nE). Наше исследование показывает, что волновые функции ArICl(IP,vIP,nIP), соответствующие модам nIP, зависят от мод, но они примерно постоянны в некоторых спектральных диапазонах. Комплекс ArICl(IP,vIP,nIP) распадается на свободные молекулы ICl(E,vE, D',vD') и β,vβ). Мы определили вероятности этих каналов распада и показали, что все состояния ICl(IP) смешиваются под действием атома Ar, т. е. этот атом не ведет себя в комплексах ArICl(IP,vIP,nIP) как 'наблюдатель, spectator ', как это происходит в комплексах RgI2(IP).

Key findings for the stage (summarized)

Исследованы процессы заселенности и распада ВДВ комплексов в ИП состояниях ArICl(IP,vIP,nIP) при энергиях ниже, чем соответствующая пределу диссоциации ArICl(E,vE = 0,nE) (IP = E0+, D'2, β1), vIP = 0, 1, nIP - квантовые числа ВДВ мод). Показано, что времена жизни ArICl(IP,vIP,nIP), определенные в спектральных диапазонах, где имеет место люминесценция ArICl(E → X0+, D'→ A'2 и β → A1), одинаковы, τ = 20.3 ± 1.0 нс. , т.е. в переходах ArICl(IP,vIP,nIP ← A,vA,nA) заселяются сильно замешанные состояния, и основным каналом распада комплекса является излучение.
Выше порога распада комплекс ArICl(IP,vIP,nIP) распадается на свободные молекулы ICl(E,vE, D',vD') и β,vβ). Мы определили вероятности этих каналов распада и показали, что все состояния ICl(IP) смешиваются под действием атома Ar, т. е. этот атом не ведет себя в комплексах ArICl(IP,vIP,nIP) как 'наблюдатель, spectator ', как это происходит в комплексах RgI2(IP).

Academic ownership of participants (text description)

А.М. Правилов, профессор - 40%
С.А. Порецкий, снс - 30%
С.С. Лукашов, доцент - 15%
И.И. Мартынов, студент 5%
В.В. Батуро, доцент - 5%
М.М. Сивохина, студент - 5%

Transfer of the full copy of the report to third parties for non-commercial use: permitted/not permitted

Разрешается

Check of the report for improper borrowing in external sources (plagiarism): permitted/not permitted

Разрешается

Rationale of the interdisciplinary approach

Полученные данные представляют интерес с точек зрения химической фихики и молекулярной спектроскопии.

Rationale of the intersectoral approach

Отсутствует
Short titleКомплексы I2
AcronymRFBR_a_2019 - 3
StatusFinished
Effective start/end date23/03/2128/12/21