Структура и динамика ван-дер-Ваальсовых комплексов молекул галогенов и интергалогенов с инертными газами в электронно-возбужденных состояниях: 2019 г. этап 2

Project

Description

Целью настоящего проекта является развитие представлений о строении и динамике ВДВ комплексов молекул I2 и IBr с атомами инертных газов, Rg = He, Ne в основном и электронно-возбужденных состояниях.
Основное внимание планируется уделить исследованию не изученных ранее комплексов, а именно:
4.1. ВДВ комплексов Rg2I2, Rg = He, Ne в валентном B0_u^+ и ИП E0_g^+ состояниях, доступных для оптического заселения.
Комплексы молекулярного йода были выбраны нами в качестве объектов для исследований по нескольким причинам. Во-первых, молекула I2, спектроскопические характеристики большинства молекулярных электронных состояний которой хорошо известны [58], является удобной модельной системой для экспериментального исследования ВДВ комплексов, а комплексы RgI2 с инертными газами в основном электронном и валентном B0_u^+ довольно хорошо исследованы экспериментально. Во-вторых, у авторов настоящего проекта есть значительный опыт исследований комплексов RgI2.
Как упоминалось в Разделе 4.3, большая часть проведенных ранее исследований посвящена строению и динамике комплексов RgnI2 в основном и возбужденном B0_u^+ состояниях; последнее возмущено несвязанными состояниями, что приводит к быстрой электронной предиссоциации комплексов на атомы, Rg + I(2P3/2)+I(2P3/2).
Более перспективными для исследований динамики ВДВ комплексов представляются ИП состояния молекулы йода, коррелирующие с пределами диссоциации, соответствующими ионам I+(3P2,1,0, 1D2, 1S0) и I-(1S0). Эти состояния формируют 4 яруса, состоящие из вложенных друг в друга электронных состояний с различными проекциями полных угловых моментов Ω, четностями g/u и +/- и близкими спектроскопическими характеристиками. Нижние шесть ИП состояний D0_u^+, E0_g^+, γ1��, β1��, δ2�� и D’ 2��, формирующие первый ярус, в широком диапазоне межъядерных расстояний не возмущены отталкивательными состояниями, что позволяет детально исследовать неадиабатическую динамику и процессы распада ВДВ комплексов.
Исследование спектров возбуждения люминесценции продуктов предиссоциации этих комплексов в ИП состояниях, а также самих спектров люминесценции позволит определить энергии их диссоциации не только в ИП, но и валентных, в том числе и основного состояния, определить их спектроскопические характеристики и проанализировать динамику распада комплексов.
Необходимо также отметить, что методика возбуждения комплексов йода с атомами инертных газов в ИП состояния по методу двойного оптического резонанса через B0_u^+ неоднократно успешно применялась в нашей лаборатории [35-38]. В предварительных экспериментах (см. Раздел 4.11) нами уже наблюдались переходы в комплексах Rg2I2 (B0_u^+ ← X0_g^+).

4.2. ВДВ комплексов RgIBr, Rg = He, Ne в валентных состояниях B0+, A1 и ИП состояниях E0+, β1 и D’2.
Комплексы RgIBr представляются нам перспективными системами для исследований по следующим причинам. Во-первых, валентные и ИП состояния молекулы IBr к настоящему времени достаточно хорошо описаны [59-62]. Во-вторых, наряду с RgI2 хорошо изученными на данный момент являются и ВДВ комплексы RgBr2, и представляется интересным сопоставить их характеристики с теми, которые планируется получить в данной работе, чтобы оценить влияние атомов, формирующих галоген/интергалоген, на ВДВ взаимодействие и динамику комплекса. В-третьих, валентные состояния интергалогенов характеризуются кривыми потенциальной энергии, крайне привлекательными для наших исследований – эти кривые приведены на Рис.1.

Рис.1. Диабатические кривые потенциальной энергии валентных состояний молекулы IBr [59]

В интергалогенах в отличие от гомоядерных молекул галогенов отсутствует четность относительно перестановки тождественных ядер (g – четная волновая функция, u – нечетная). Поэтому возбужденное состояние B0+, которое в диабатическом приближении сходится к пределу I(2P3/2)+Br(2P1/2), квазипересекается с отталкивательным в диабатическом приближении состоянием Y0+. В результате квазипересечения образуется адиабатическое состояние, содержащее несколько метастабильных колебательных уровней vB=0-4, характеризующихся аномально высоким временем жизни (441 и 70 нс для vB=2, 3 соответственно для I81Br [63]). Использование этого состояния B0+ и A1 в качестве промежуточного в схеме двойного оптического резонанса (см. Раздел 4.6) позволит эффективно заселить комплексы RgIBr во всех ИП состояниях первого яруса, E0+, β1 и D’2.
Необходимо отметить, что аналогичные комплексы HeICl и NeICl в состоянии B0+ (время жизни порядка 5 мкс для vB=0-2) успешно регистрировались и изучались группой М.Лестер [42].
Исследование спектров возбуждения люминесценции продуктов предиссоциации этих комплексов в ИП состояниях и самих спектров люминесценции, как и в случае KrI2 [37], позволит определить энергии их диссоциации не только в ИП, но и валентных состояниях, определить спектроскопические характеристики и проанализировать динамику распада комплексов.








Short title__
AcronymRFBR_mol_a_2018 - 2
StatusActive
Effective start/end date8/07/1910/03/20