Мельников Геннадий Александрович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Gennady A. Melnikov, Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Senior Researcher of the Departments of Nanotechnology, Microelectronics, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Игнатенко Николай Михайлович, доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Nikolay M. Ignatenko, Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor of the Departments of Nanotechnology, Microelectronics, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Петрова Людмила Павловна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Ludmila P. Petrova, Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Associate Professor of the Departments of Nanotechnology, Microelectronics, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Громков Андрей Сергеевич, аспирант кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Andrey S. Gromkov, Post-Graduate Student of the Departments of Nanotechnology, Microelectronics, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Манжос Ольга Александровна, аспирант кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Olga A. Manzhos, Post-Graduate Student of the Departments of Nanotechnology, Microelectronics, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Цель. Исследование комбинационного рассеяния света в жидких аренах и их галогенозамещенных в низкочастотной области спектра с учетом процессов кластеризации в их структуре.
Методы. Применялись методы спектроскопии комбинационного рассеяния света, а также метод моделирования с использованием кластерных представлений строения жидкостей. Спектры комбинационного рассеяния света в низкочастотной области спектра от 17 до 500 см-1 были получены на спектрометре LabRAM HR Evolution при комнатной температуре (23°С).
Результаты. Проведен анализ теоретических и экспериментальных работ по свойствам димерных конфигураций бензола и по влиянию процессов кластеризации в веществах на их ИК-спектры и спектры комбинационного рассеяния света. Получены низкочастотные области спектров комбинационного рассеяния света жидких бензола, о-ксилола, этилбензола, фторбензола, хлорбензола, бромбензола, толуола, о-фтортолуола, м-фтортолуола, п-фтортолуола, о-хлортолуола, м-хлортолуола, п-хлортолуола, 2,4-дихлортолуола, 2,6-дихлортолуола. Апробирована модель формирования и распада кластерных образований. Получены формулы для оценки минимальной частоты либрационных колебаний ωmin димерного образования в структуре кластера и положения максимумов спектральных полос в низкочастотной области спектра комбинационного рассеяния света в зависимости от количества частиц, входящих в кластерные образования. Полученные теоретические результаты ωmin находятся в удовлетворительном согласии с данными эксперимента в пределах суммарной погрешности.
Предложенная модель позволяет прогнозировать положение некоторых спектральных полос спектра комбинационного рассеяния. Наличие других спектральных полос, очевидно, связано с многочастичным взаимодействием в структуре кластеров и требует дополнительных исследований.
Заключение. Предложенная модель формирования и распада кластерных образований и соотношения, следующие из нее, позволяют по известным значениям энтальпии образования и момента инерции димера оценить значение минимальной частоты в низкочастотной области спектра комбинационного рассеяния света жидких аренов и их галогенозамещенных, и наоборот, по известным значениям минимальной частоты оценить значения энтальпии образования и момента инерции димера, не прибегая к сложным квантово-механическим расчетам.
Purpose. Investigation of Raman scattering of light in liquid arenas and their halogenated ones in the low-frequency range of the spectrum, taking into account the clustering processes in their structure.
Methods. Raman spectroscopy methods were used, as well as a modeling method using cluster representations of the structure of liquids. Raman spectra of light in the low-frequency range from 17 to 500 cm–1 were obtained using a LabRAM HR Evolution spectrometer at room temperature (23°C).
Results. The analysis of theoretical and experimental work on the properties of dimeric configurations of benzene and on the effect of clustering processes in substances on their IR and Raman spectra is carried out. Low-frequency Raman spectra of liquid benzene, o-xylene, ethylbenzene, fluorobenzene, chlorobenzene, brombenzene, toluene, o-fluorotoluene, m-fluorotoluene, p-fluorotoluene, o-chlorotoluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, 2,4-dichlorotoluene, 2,6-dichlorotoluene were obtained. The model of formation and disintegration of cluster formations has been tested. Formulas have been obtained for estimating the minimum frequency of libration oscillations of the ωmin dimer formation in the cluster structure and the position of the maxima of spectral bands in the low-frequency region of the Raman spectrum, depending on the number of particles included in the cluster formations. The theoretical results obtained by ωmin are in satisfactory agreement with the experimental data within the total error.
The proposed model makes it possible to predict the position of some spectral bands of the Raman spectrum. The presence of other spectral bands is obviously related to the multiparticle interaction in the cluster structure and requires additional research.
Conclusion. The proposed model of formation and decay of cluster formations and the relations following from it allow us to estimate the value of the minimum frequency in the low-frequency range of the Raman spectrum of liquid arenes and their halogenated ones from the known values of the enthalpy of formation and the moment of inertia of the dimer. Conversely, using known values of the minimum frequency, the values of the enthalpy of formation and the moment of inertia of the dimer can be estimated without resorting to complex quantum mechanical calculations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.