ЯКР 35Cl и заторможенная подвижность в молекулярном комплексе Cl2·бензол
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2016-2-5-13Аннотация
В эквимолекулярном комплексном соединении хлора с бензолом выполнен полный анализ температурных зависимостей частоты квадрупольного резонанса и времени спин-решеточной релаксации ядер хлора, измеренных в диапазоне температур 77–Тпл. Экспериментальные данные обнаруживают сложную картину термически активированной молекулярной подвижности, включающей оба компонента комплекса. В области 77–130 К квадрупольная релаксации определяется действием трех видов молекулярных движений: 1 – фоновыми молекулярными либрациями, 2 – реориентационным движением бензольных колец, модулирующим градиент электрического поля на ядрах хлора, создаваемый донорно-акцепторным взаимодействием молекул-партнеров, и 3– реориентационным движением молекулы хлора со скоростью меньше частоты ЯКР, вызывающим уширение линии и увядание сигнала ЯКР 35Cl при 130 К. В этой температурной области выполнено последовательное разделение соответствующих вкладов в релаксацию, определены количественные параметры движений. При дальнейшем росте температуры развитие заторможенного вращения молекулы хлора приводит к появлению резонансного сигнала вновь при 150 К на ~4 МГц ниже по частоте, а время релаксации ядер хлора увеличивается при повышении температуры. Оба эти факта свидетельствуют о том, что скорость реориентации молекулы хлора становится значительно больше частоты ЯКР. Сходство с известными данными ЯКР в 1,2-дихлорэтане позволяет заключить, что «быстрые» реориентации молекулы хлора происходят около оси, составляющей угол ~14° с молекулярной осью. Время спин-решеточной релаксации ядер хлора, измеренное как в области низких, так и высоких скоростей реориентаций молекулы Cl2, показывает, что энергия активации движения в этих областях значительно различается (~22.5 кДж/моль и ~6.2 кДж/моль соответственно). Совокупность полученных данных свидетельствует о том, что в области температур 130–150 К в образце, по-видимому, происходят структурные изменения, приводящие к резкому изменению подвижности молекул хлора.Поступила в редакцию 07.06.2016; принята к опубликованию 23.06.2016Библиографические ссылки
Ragle J. L. On the temperature dependence of the pure quadrupole spectrum of solid 1,2-dichloroethane. Journal of Physical Chemistry. 1959, vol. 63, no. 9, pp. 1395–1397. DOI: 10.1021/j150579a013
Dodgen H. W., Anderson R. E. Nuclear quadrupole resonance in solid 1,2-dibromoethane. Journal of Chemical Physics. 1959, vol. 31, no. 3, pp. 851–852. DOI: 10.1063/1.1730481
Gordeev A. D., Grechishkin V. S., Kyuntsel I. A., Rosenberg Yu. I. Nuclear resonance and molecular mobility in crystalline chlorine complexes. Journal of Structural Chemistry, 1971, vol. 11, no. 4, pp. 717–719. DOI: 10.1007/BF00743454
Hassel O., Strømme K. O. Crystal structure of the addition compound benzene-chlorine (1:1). Acta Chemica Scandinavica, 1959, vol. 13, pp. 1781–1786. DOI: 10.3891/acta.chem.scand.13-1781
Gordeev A. D., Grechishkin V. S. Universalnaya ustanovka dlya nablyudeniya spinovogo eho (Universal device for the observation of spin-echo signals). Trudyi Estestvennonauchnogo instituta pri Permskom universitete, 1966, vol. 11, no. 4, pp. 65–69 (In Russian).
Woessner D. E., Gutowsky H. S. Nuclear pure quadrupole relaxation and its temperature dependence in solids. Journal of Chemical Physics, 1963, vol. 39, no. 2, pp. 440–456. DOI: 10.1063/1.1734268
Alexander S., Tzalmona A. Relaxation by slow motional processes. Effect of molecular rotations in pure quadrupole resonance. Physical. Review, 1965, vol. 138, no. 3A, pp. 845–855.
Kyuntsel I. A., Mokeeva V. A. The Activation Energy of CCl3 Group Reorientation Motion in Crystals Estimated from the NQR Data. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2007, vol. 81, no. 6, pp. 929-934. DOI: 10.1134/S0036024407060167
Kyuntsel I. A., Mokeeva V. A. Nuclear quadrupole resonance and thermally activated molecular mobility in solids: reorientations of symmetric molec-ular species and pseudorotation in trigonal-bipyramidal molecules. Physics of the Solid State, 2011, vol. 53, no. 7, pp. 1315–1321. DOI: 10.1134/S1063783411070195
Mokeeva V. A., Izmestev I. V., Kyuntsel I. A., Soifer G. B. YaKR-spektroskopiya i dinamika molekul s trigonalno-bipiramidalnyim ostovom (NQR spectroscopy and dynamics of molecules with trigonal-bipyramidal structure). Fizika tverdogo tela, 1974, vol. 16, no. 6, pp. 1714–1719 (In Russian).
Wigand S., Weiden N., Weiss A. On the nature of the “bleaching out” process of the 35Cl NQR signals in 1,2,3,-trichlorobenzene. Zeitschrift für Naturforschung, 1990, vol. 45a, no. 3–4, pp. 490–502.
Sharma S., Weiden N., Weiss A. Order-disorder in solid 1,2,3-trichlorobenzene. A single crystal 35Cl NQR study. Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie, 1986, Bd. 90, N 8, S. 725–730.
Bloembergen N., Purcell E. M., Pound R. V. Relaxation effects in nuclear magnetic resonance absorption. Physical Review, 1948, vol. 73, no. 7, pp. 679–712
Tokuhiro T. Effect of hindered rotation on the nuclear quadrupole resonance frequency and the linewidth in trans-1,2-dichloroethane. Journal of Chemical Physics, 1964, vol. 41, no. 2, pp. 438–444. DOI: 10.1063/1.1725885
Kyuntsel I. A., Mokeeva V. A. The temperature dependence of the NQR frequency in reorientations of atomic groups external with respect to quadrupole nuclei. Russian Journal of Physical Chemistry, 1999, vol. 73, no. 8, pp. 1266–1270.
Kyuntsel I. A. Reorientation motion of methyl group in a 1:1 complex between antimony trichloride and ethylbenzene: a NQR study. Russian Journal of Physical Chemistry, 2002, vol. 76, no. 8, pp. 1290–1294.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
