О стабильности нанокластеров этанола в криоматрице азота

Анотація

При проведении исследований процессов реконденсации молекул этанола из криоматрицы азота на подложку нами ранее было обнаружено, что состояние молекул этанола в матрице не является устойчивым. Незначительное повышение температуры твердого азота задолго до его сублимации приводит к изменениям колебательного спектра двухкомпонентной пленки этанол–азот. Представлены результаты ис-следования этого явления. Измерения проведены в интервале температур 12–40 К при начальном вакууме в камере не хуже 10^–8 Торр. Концентрация этанола в азоте составляла от 0,5 до 3%. В основе ме-тодики получения информации о состоянии молекул этанола в матрице азота лежит анализ амплитуд по-глощения полос, соответствующих колебаниям молекулы этанола в несвязанном состоянии. В частности, измерялась амплитуда поглощения деформационного δ(ОН)-колебания на частоте ν = 1259 см^–1, которое является признаком присутствия в рассматриваемом объекте мономеров или димеров этанола в anti-конформном состоянии. На основе анализа спектров отражения делается вывод, что в матрице азота содержатся полиагрегаты этанола, образовавшиеся в процессе конденсации смеси азота и этанола. Часть молекул этанола, формирующих полиагрегаты, не объединена по водородным связям с соседними молекулами, образуя в приповерхностной зоне кластеров совокупность квазисвободных молекул этанола с соответствующими этим состояниям полосами поглощения. Повышение температуры матрицы приводит к уменьшению амплитуды поглощения на частоте ν = 1259 см^–1, что можно объяснить процессом anti-gauche конверсии с соответствующим уменьшением концентрации anti-составляющей. Это подтверждает одновременное уменьшение амплитуды поглощения этанола на частоте ν = 1028 см^–1, которое относится к колебаниям anti-конформов этанола. Таким образом, наблюдаемое уменьшение амплитуды поглощения является проявлением уменьшения числа anti-конформных состояний молекулы этанола.