Анализ спектра высокого разрешения молекулы 13C2H4 в диапазоне 2840-3300 см-1.
Работа посвящена анализу колебательного-вращательного спектра высокого разрешения молекулы 13C2H4 в диапазоне 2840-300 см-1, зарегистрированного на Фурье-спектрометре в Брауншвейге (Германия). Были проанализированы две фундаментальные полосы v9 и v11 и одна комбинационная v2 + v12, определены переходы. В результате исследования экспериментального спектра было проинтерпретировано около 6000 колебательно-вращательных переходов. По итогам решения обратной спектроскопической задачи был получен набор из 82 параметров. Полученный набор параметров воспроизводит исходные экспериментальные колебательно-вращательные энергии с точностью 3.8•10-4 см-1.
Введение…………………………………………………………………………………………… 8
1. Колебательно-вращательная спектроскопия молекул …………………… 10
1.1. Особенности решения уравнения Шредингера для молекул ……. 11
1.2. Модель эффективных операторов …………………………………………… 13
1.3. Правила отбора………………………………………………………………………. 17
1.4. Резонансы типа Кориолиса …………………………………………………….. 18
1.5. Эффект изотопозамещения …………………………………………………….. 20
2. Объект и методы исследования ……………………………………………………. 22
2.1. Общая характеристика исследуемой молекулы ………………………. 22
2.2. Вычисление комбинационных разностей для анализа
молекулярного спектра……………………………………………………………………. 25
3. Результаты и обсуждения…………………………………………………………….. 26
3.1. Условия и детали эксперимента ………………………………………………. 26
3.2. Изотопическое смещение 12C2H4 → 13C2H4 и параметры Кориолиса
……………………………………………………………………………………………………….. 28
3.3. Описание спектров и определение переходов …………………………. 30
3.4. Анализ структуры взаимодействующих полос v9, v11 и v2+v12 ….. 35
5. Финансовый менеджмент ……………………………………………………………. 39
5.1. Проект и его сильные и слабые стороны…………………………………. 39
5.2. Диаграмма Исикавы……………………………………………………………….. 41
5.3. Организационная структура и план проекта ……………………………. 45
5.4. Бюджет научного исследования ……………………………………………… 47
5.5. Расчет научно-технического эффекта……………………………………… 52
6. Социальная ответственность ………………………………………………………. 55
6.1. Организация рабочего места…………………………………………………… 55
6.2. Условия безопасной работы …………………………………………………… 57
6.3. Профилактические меры при природных и техногенных ЧС ….. 69
6.4. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды …………………………………………………………………. 72
6.5. Особенности законодательного регулирования проектных
решений ………………………………………………………………………………………….. 77
Список литературы …………………………………………………………………………. 79
Заключение …………………………………………………………………………………….. 84
Приложение А ………………………………………………………………………………… 86
Приложение Б ……………………………………………………………………………….. 113
На современном этапе развития науки о микромире вся точная
количественная и качественная информация о молекулах, как физических
объектах, извлекается спектроскопическими методами из анализа
электромагнитных спектров молекул. Анализ колебательно-вращательных
спектров высокого разрешения позволяет определить энергетические
значения молекулы и найти спектроскопические постоянные, из которых
впоследствии могут быть определены структурные характеристики и
потенциальная функция молекулы. Имея информацию о
спектроскопических свойствах молекул, можно решать многочисленные
задачи в области физиологии, биохимии, экологии, планетологии,
астрофизики и в других областей науки.
Этилен представляет интерес в многочисленных задачах. Молекула
C2H4 представляет собой газообразное органическое соединение, которая
имеет простейшею из алкеновых химических структур типа C=C,
образованная двойной (ковалентной) связью. Этилен является важным
мономерным сырьем в химической промышленности и используется для
производства огромного количества продуктов (этиленоксида,
этилендихлорида и этилбензола). Производство этилена является
экономическим показателем в области органическо-химической
промышленности.
Другое важное положение – содержание углеводородов в
стратосфере всех планет гигантов. Среди ожидаемых продуктов, в
значительном количестве присутствует C2H4. Это соединение было
обнаружено в северной авроральной области Юпитера, наблюдаемых в
спектрах Voyager/IRiS [1]. Измерения отдельных спектральных линий
излучения на Юпитере были представлены в работе [2]. Совсем недавно
спектры излучения этилена были измерены в полюсах и на экваторе
Юпитера (NASA) [3], что делает эту молекулу идеальным кандидатом для
изучения аврорального процесса в стратосфере. Зарегистрировано
присутствие этилена на Сатурне [4], с использованием композитного
инфракрасного спектрометра (CIRS). Сообщалось также о различных
исследованиях этилена и других углеводородов на Нептуне, мини-Нептуне,
Титане и других планет-гигантов [5-7]. Также молекула C2H4 содержится в
атмосфере Земли и известна нам как загрязнитель, создаваемый лесными
пожарами, выбросами вулканов, а также дорожным движением и
растениями, которые влияют на концентрацию озона. Исходя из этого
этилен очень интересен для различных планетарных и астрофизических
приложений.
Цель работы: исследование колебательно-вращательного спектра
высокого разрешения молекулы 13C2H4 в диапазоне 2840-3300 см-1.
Реализация указанной цели включила в себя решение следующих
задач:
1) интерпретация колебательно-вращательного спектра в диапазоне
2840-3300 см-1;
2) решение обратной спектроскопической задачи и определение
спектроскопических параметров полос, расположенных в исследуемом
диапазоне.
1. Колебательно-вращательная спектроскопия молекул
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (21 отзыв)
5 (158 отзывов)
4.8 (30 отзывов)
5 (428 отзывов)
4 (15 отзывов)
4.6 (71 отзыв)
4.8 (37 отзывов)
4.5 (80 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
