Научный руководитель: Улеников Олег Николаевич, доктор физико-математических наук
Соавторы: Бехтерева Елена Сергеевна

В работе проведена интерпретация колебательно-вращательных спектров поглощения дейтерированных модификаций фосфина, а именно молекул PHD₂ и PH₂D в спектральном диапазоне от 40 до 2000 см^-1, впервые зарегистрированного на Фурье-спектрометре BRUKER 120HR в университете Вупперталя (Германия).

Для анализа инфракрасных спектров поглощения была необходима высокоточная информация о чисто вращательных энергиях основного колебательного состояния молекул. Поэтому первый этап анализа заключался в интерпретации чисто вращательного спектра молекул PHD₂ и PH₂D в диапазоне от 40 до 160 см^-1. Так как спектр очень густой, традиционные методы определения чисто вращательных переходов оказались неприменимы. Поэтому нами был разработан специальный метод, известный теперь как метод “двух пар переходов” [1], на основе которого была создана компьютерная программа на языке “Фортран”, позволившая не только проинтерпретировать линии в спектре, но и легко отобрать наиболее подходящие из них определения вращательных и центробежных параметров основных колебательных состояний. В результате было проинтерпретировано более 1300 спектральных линий, относящихся к чисто вращательному спектру, до значений квантовых чисел J^max = 30 и K_a^max = 26 для молекулы PHD₂ и до J^max = и K_a^max = для молекулы PH₂D и определены параметры основных колебательных состояний обоих изотопомеров.

На основе полученной информации об основных колебательных состояниях был проведен анализ колебательно-вращательных спектров высокого разрешения в районе 12 основных полос (до 2000 см^-1). Поскольку данные об основных колебательных состояниях были очень точные, и экспериментальный спектр имел более высокие разрешение и чувствительность по сравнению с более ранними исследованиями, появилась возможность определить переходы в спектре до более высоких значений квантовых чисел J и K_a и получить высокоточный набор колебательно-вращательных энергий рассматриваемых полос.

При использования гамильтониана Уотсона [2] был получен набор спектроскопических параметров, которые воспроизводят экспериментальные данные с точностью, близкой к экспериментальной погрешности (т.е. на уровне 0.0001 см^-1).

Следующий этап работы заключался в определении равновесных структурных параметров r_e и a _е молекулы PH₃ на основе экспериментальных данных о положениях линий поглощения молекул PHD₂ и PH₂D. Полученные величины равновесных констант r_e = (1.416776 ± 0.000164) Аи a _е = (93.56 ± 0.29) ° с высокой точностью воспроизводят исходные экспериментальные данные.

1. O.N. Ulenikov, H.Burger, W. Jerzembeck, G.A. Onopenko, E.S. Bekhtereva and O.L. Petrunina.”On the ground vibrational states of the PH₂D and PHD₂ molecules”, J. Mol. Struct., 2001 (in press)

2. Aliev M.R., Papousek D. Molecular vibrational- rotational spectra. - Prague, Academia, 1982.