Infrared spectroscopy of methane dimer

  • Rotationally resolved infrared spectra of methane dimer complex have been detected for the first time in the R (0) spectral region of the triply degenerate bending mode of methane monomer using tunable diode laser spectrometer along with supersonic jet system. Methane dimer lines were confirmed by scanning the desired wavelength regions with a mixture of 40% methane in Ar and He-Ne separately and then exclude the CH\(_{4}\)-Ar and CH\(_{4}\)-Ne spectral lines. Many dimer lines are observed between 1290 and 1320 cm\(^{-1}\) , but the lines are found to be more concentrated after the band center of the bending mode of CH\(_{4}\) monomer. The spectra exhibit well resolved R branch, while the P and Q branches have been predicted. A Hamiltonian model based on Coriolis coupling model was used to assign and fit the recorded spectrum to within 20-30 MHz accuracy. The calculated value of the effective rotational quantum number (j*) conclude that methane molecule is close to free rotor limit in the complex.
  • Zum ersten mal wurde mit einem durchstimmbaren Diodenlaser-Spektrometer im Molekularstrahl das hochaufgelöste Rotations-Vibrations-Spektrum von Methan-Dimer im Spektralbereich der R(0)-Linie der dreifach entarteten Biegeschwingung des Methan-Monomer gemessen. Die Methan-Dimer-Linien wurden durch einen Vergleich zweier Koexpansionen von 40% Methan mit Ar und He-Ne bestimmt. Im Bereich von 1290 bis 1320 cm\(^{-1}\) wurden eine Reihe von Dimer-Linien gefunden. Sie konzentrieren sich allerdings auf den Bereich hinter dem Bandenzentrum der CH\(_{4}\)-Biegeschwingung. Die Spektren zeigen einen ausgeprägten R-Zweig, aus dessen Zuordnung die Linien der R und Q-Zweige ebenfalls zugeordnet werden konnten. Hierbei wurde ein Hamiltonoperator mit Corioliskopplung verwendet. Die Genauigkeit der Zuordnung liegt mit 20-30 MHz im Leistungsbereich des verwendeten Spektrometers. Der berechnete Wert der effektiven Rotationsquantenzahl (j*) weist auf ein fast frei rotierendes Methanmolekül innerhalb des Komplexes hin

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Metadaten
Author:Abdullah HamdanGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-15501
Referee:Martina HavenithORCiDGND, Christof WöllORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2006/03/07
Date of first Publication:2006/03/07
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie
Date of final exam:2005/12/13
Creating Corporation:Fakultät für Chemie und Biochemie
GND-Keyword:Van-der-Waals-Cluster; Infrarotspektroskopie; Laserspektroskopie; Molekülspektroskopie; Vibrationsspektrum
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie, Kristallographie, Mineralogie
faculties:Fakultät für Chemie und Biochemie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht