比較CH3I與CH3F在p-H2間質中之紅外吸收光譜

Abstract

本論文利用低溫間質隔離技術搭配霍氏轉換紅外光譜儀(FTIR)比較在500-5000 cm-1光區CH3I與CH3F在para- H2(p-H2)間質中的紅外吸收光譜。CH3I在p-H2間質中之紅外吸收光譜並無像CH3F一樣的單軸轉動之特性譜線，推論為碘(I)原子太大，因此CH3I佔了二個晶格，使CH3I之CH3遇到較大之阻力。且ν4~ν6光區中觀測到許多根譜線，推論是由於CH3I在p-H2間質中有二種可能之取代位置，且CH3會有不同位向，因而有不同之吸收譜線位置。CH3F和CH3I在p-H2間質中所受到o-H2影響之表現亦很不一樣，CH3F之C-F伸張振動模(ν3)光區有一系列隨著o-H2濃度上升而產生的CH3F．(o-H2)n團聚體譜線，且譜線紅位移約0.7 cm-1，ν4~ν6除了單軸轉動之譜線外，僅觀測到單根譜線。而當o-H2濃度上升時，CH3I之C-I伸張振動模(ν3)光區僅觀測到譜線半高寬由0.3 cm-1變至0.5 cm-1，並無觀測到可解析之團聚體吸收譜線，但在CH3搖擺振動模(ν6)則有一系列隨著o-H2濃度上升而產生的CH3I．(o-H2)n團聚體譜線，且譜線藍位移約0.5 cm-1，推論為F原子容易和o-H2形成鍵結使得C-F伸張振動模(ν3)受o-H2之影響較大；但CH3I與CH3F之偶極矩相差不大，應不會有如此大之差異，可能是CH3I之CH3受到間質晶格之阻礙，使得I原子不易接近 o-H2，因此C-I伸張振動模(ν3)受o-H2之影響較小。又CH3I在p-H2間質為雙取代，如果CH3鄰近之晶格分子為o-H2則其相互作用會使得CH3搖擺振動模(ν6)產生藍位移。