Вышедшие номера
Определение широкого диапазона спектра собственных частот полосы межмолекулярных колебаний воды 184 cm-1 и некоторые свойства этих частот
Крайский А.В.1, Крайский А.А.1
1Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
Email: kraiskiav@lebedev.ru
Поступила в редакцию: 21 августа 2024 г.
В окончательной редакции: 7 октября 2024 г.
Принята к печати: 27 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 25 декабря 2024 г.

На основе разработанного ранее метода определения собственных частот межмолекулярных колебаний жидкой воды по полученному ранее набору 65 спектров комбинационного рассеяния света получен набор собственных частот для моды растяжения водородной связи, выяснен диапазон и основные свойства собственных частот. Получены все возможные для данного набора значения собственных частот, расположенные в широкой полосе 169-209 cm-1, и определены некоторые свойства и структурные особенности основных характеристик в этой полосе. Изложен разработанный алгоритм разбиения двумерного распределения компактного массива точек на группы точек, прилегающих к аппроксимирующим их прямым в пределах узкой полосы. Проанализированы упорядоченные по величине собственные частоты и плотности точек на единичный частотный интервал в группе и упорядоченные по ширине полосы группы плотности точек на единичный частотный интервал. Эти характеристики сопоставлены с такими же характеристиками трех наборов случайно разбросанных точек с теми же статистическими характеристиками, что и спектральные точки воды. Выявлены отличительные особенности воды. Высказано предположение, что причиной обнаруженных особенностей является существование в воде неких структур. Ключевые слова: межмолекулярные колебания воды, водородная связь, полоса собственных частот, мода растяжения, точки на плоскости, аппроксимация прямой, плотность точек, алгоритм выделения точек.
  1. Г.С. Ландсберг. Успехи химии, 1 (4), 465 (1932)
  2. М.В. Волькенштейн. УФН, 18 (2), 153 (1937)
  3. A. Smekal. Naturwiss., 11, 873 (1923)
  4. H. Kramers, W. Heisenberg. Z. Physik, 31, 681 (1925)
  5. P.A.M. Dirac. Proc. Roy. Soc. A, 114, 710 (1927)
  6. M. Magat. Comptes Rendus, 196, 1981 (1933)
  7. G. Bolla. Nuovo Cimento, 10, 101 (1933)
  8. M. Magat. Ann. de Phys., 6, 108 (1936)
  9. E. Gross, M. Vuks. J. Physique, 6, 457 (1933); ibid., 7, 113 (1936)
  10. Г.Г. Маленков. Журн. структурной химии, 48 (4), 772 (2007). DOI: 10.1007/s10947-007-0110-0/
  11. J.L. Finney. J. Chem. Phys., 160, 060901 (2024). DOI: 10.1063/5.0182665
  12. J.D. Bernal, R.H. Fowler. J. Chem. Phys., 1, 515 (1933). [Дж. Бернал, Р. Фаулер. УФН, 14, 586 (1934)]
  13. R. Shuker, R.W. Gammon. J. Chem. Phys., 55, 4784 (1971)
  14. M.H. Brooker, O.F. Nielsen, E. Praestgaard. J. Raman Spectr., 19, 71 (1988)
  15. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник, А.А. Крайский. Опт. и спектр., 128 (2), 195 (2020). DOI: 10.21883/OS.2020.02.48960.339-18 [A.V. Kraiskii, N.N. Mel'nik, A.A. Kraiskii. Opt. Spectrosc., 128 (2), 191 (2020)]
  16. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник. Краткие сообщения по физике ФИАН, 12, 6 (2005)
  17. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник. Опт. и спектр., 124 (5), 628 (2018). DOI: 10.21883/OS.2018.05.45943.300-17 [A.V. Kraiskii, N.N. Mel'nik. Opt. Spectrosc., 124 (5), 660 (2018). DOI: 10.1134/S0030400X18050120]
  18. Y. Amo, Y. Tominaga. Physica A, 276, 401 (2000)
  19. G.E. Walrafen, Y.C. Chu, H.R. Carlon. In: Proton transfer in hydrogen-bonded systems (Plenum Press, NY., 1992)
  20. G.E. Walrafen, Y.C. Chu, G.J. Piermarini. J. Phys. Chem., 100, 10363 (1996)
  21. А.В. Кpайcкий, Н.Н. Мельник. Биофизика, 57 (6), 965 (2012). [A.V. Kraiski, N.N. Mel'nik. Biophysics, 57 (6), 750 (2012)]
  22. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник, А.А. Крайский. Опт. и спектр., 130 (10), 1506 (2022). DOI: 10.21883/OS.2022.10.53620.2621-22
  23. A. Idrissi, S. Longelin, F.J. Sokolivc. Phys. Chem. B, 105, 6004 (2001)
  24. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник. Краткие сообщения по физике ФИАН, N 1, 42 (2006)
  25. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник. Краткие сообщения по физике ФИАН, N 1, 49 (2006). [A.V. Kraiski, N.N. Mel'nik. Bull. Lebedev Physics Institute, 33 (1), 34 (2006)]
  26. В.П. Волошин, Е.А. Желиговская, Г.Г. Маленков и др. Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 45 (3), 31 (2001)
  27. C.Д. Заxаpов. Биофизика, 57 (6), 1041 (2012)
  28. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник. В кн.: Комбинационное рассеяние --- 80 лет исследований (ФИАН, М., 2008). С. 339--351
  29. А.В. Крайский, А.А. Крайский. В кн.: 5-я Всероссийская конференция "Физика водных растворов" (ИОФ РАН, М., 2022). С. 75. DOI: 10.24412/cl-35040-2022-75-75 [Электронный ресурс] URL:http://physwatsol.ru/proceedings
  30. А.В. Крайский. В кн.: Сборник трудов 6-й Всероссийской конференции "Физика водных растворов" (ИОФ РАН, М., 2023). С. 110. DOI: 10.24412/cl-35040-2023-110-110 [Электронный ресурс] URL:http://physwatsol.ru/proceedings
  31. А.В. Крайский, Н.Н. Мельник, А.А. Крайский. В кн.: Сборник трудов 4-й Всероссийской конференции "Физика водных растворов" (ИОФ РАН, М., 2021). С. 58. DOI: 10.24412/Cl-35040-2021-58-58 [Электронный ресурс] URL:http://physwatsol.ru/proceedings