含N2O范德瓦尔斯复合物的中红外光谱

摘要

分子间作用力在气液相变、表面吸附和脱附、蛋白质的折叠等诸多物理、化学和生命过程中起着关键性的作用。范德瓦尔斯复合物光谱、结构和动力学研究是深入了解分子间作用力本质的重要手段。氧化亚氮(N2O)是一种重要的痕量气体分子,准确描述N2O和其它原子分子之间的相互作用特征是量子化学和分子光谱领域的重要研究课题。利用超声分子束中红外激光光谱技术,本文研究了几种含N2O范德瓦尔斯复合物的振动转动光谱。主要结果如下:
　　 1.Ne-N2O在N2O单体对称伸缩振动附近(～1285cm-1)的振转光谱。我们测量和标识了43条20Ne-N2O和22条22Ne-N2O谱线。将基态分子参数和激发态的高阶离心畸变常数都固定于文献值,利用最小二乘拟合,我们得到了这两种同位素复合物的振动激发态参数。
　　 2.Kr-N2O四种同位素复合物在N2O单体对称伸缩振动附近的振转光谱,即:82Kr-N2O、S3Kr-N2O、84Kr-N2O和86Kr-N2O。利用最小二乘法拟合,我们给出了四种同位素复合物精确的基态和激发态分子常数。我们发现,N2O-Rg(Rg=Ne,Ar,Kr)在N2O单体v3振动带附近的带头频移也能够用Buckingham势能模型进行解释,但是He-N2O的带头频移却严重地偏离该模型。
　　 3.N2-N2O在N2O单体对称伸缩振动附近的振转光谱。我们测量并标识了N2-N2O复合物的152条谱线,确定了精确的基态和激发态的转动常数和离心畸变常数。将分子间距离固定在实验值R=3.6926(A),我们利用CCSD(T)/aug-cc-pvDz的方法计算了平衡构型N2-N2O的分子间二维势能面。该势能面的势阱深度为324.64 cm-1,对应的角度参数为θN2=11.0°和θN2O=84.3°。
　　 4.(N2O)2和(N2O)3在N2O单体对称伸缩振动附近的振转光谱。我们测量并分析了(N2O)2的部分高转动量子数跃迁谱线,发现(N2O)2的Ka'=9,10的能级也和Ka'=0,1能级一样,受到了未知的微扰作用。对于三聚体的振转光谱,我们测量和标识了55条(N2O)3的新谱线,通过全局拟合给出了(N2O)3分子的基态和各激发态分子常数,部分常数的精度略有提高。