Изучение спектров поглощения парниковых газов: CH4, CF4 и SF6 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Чижмакова Яна Сергеевна

• Чижмакова Яна Сергеевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Чижмакова Яна Сергеевна

Введение

1 Теоретические основы и методы колебательно-вращательной спектроскопии высокосимметричных молекул

1.1 Теоретические основы колебательно-вращательной спектроскопии

1.1.1 Спектроскопические свойства и структура молекул AB4 и AB6

1.1.2 Уравнение Шредингера для движения ядер в изолированном электронном состоянии

1.1.3 Адаптированные к симметрии нормальные координаты

1.1.4 Колебательно-вращательный гамильтониан молекулы

1.1.5 Интенсивность спектральных линий и момент дипольного перехода

1.2 Методы теоретической спектроскопии молекул

1.2.1 История развития методов тензорного формализма для изучения колебательно-вращательной спектроскопии

1.2.2 Тензорный формализм в O(3) в схеме точечной группы Q

1.2.3 Метод контактных преобразований

1.2.4 Эффективный гамильтониан и дипольный момент в тензорной форме

1.2.5 Полиадная структура энергетических уровней молекулы

1.2.6 Глобальные расчеты колебательно-вращательных уровней энергии

1.3 Выводы по главе

2 Получение высокоточной поверхности потенциальной энергии на примере молекулы SF6

2.1 Алгоритм расчета ab initio поверхности потенциальной энергии

2.2 Равновесная геометрия и вывод симметризованных координат молекулы октаэдрического типа SF6

2.3 Представление ППЭ в виде аналитической симметризованной функции для молекулы SF6

2.4 Оптимизация ППЭ методом наименьших квадратов

2.5 Эмпирическая корректировка ab initio ППЭ

2.6 Выводы по главе

13

3 Моделирование переходов 2у1-у1 и изотополога метана СН4 по данным рамановской спектроскопии высокого разрешения

3.1 Особенности регистрации экспериментальных спектров комбинационного

13

рассеяния молекулы СН4

13

3.2 Полиадная модель молекулы СН4

13

3.3 Идентификация рамановских переходов молекулы СН4

3.4 Выводы по главе

4 Исследование холодных спектров высокого разрешения молекулы CF4 в диапазоне 2160-2210 см-1

4.1 Детали регистрации экспериментальных спектров молекулы CF4

4.2 Построение полиадной схемы в области 2120-2260 см-1

4.3 Анализ положений и интенсивностей полос у1+у3 и у1+2у4

4.4 Выводы по главе

Заключение

Список условных обозначений и сокращений

Список использованной литературы

Приложение А Центры колебательных полос и изотопические сдвиги для двух изотопологов 33ЗБб и ^6

13

Приложение Б Идентификация списка СН4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение спектров поглощения парниковых газов: CH4, CF4 и SF6»

Введение

Актуальность темы исследования. В последние годы интерес к спектроскопическим исследованиям высокосимметричных молекул был вызван различными прикладными задачами во многих областях науки, в частности астрофизики и климатологии. Последнее является особенно актуальным в связи с ростом концентрации парниковых газов СН4, СБ4 и SF6 в атмосфере Земли [1-3]. Эти газы широко используются в различных отраслях промышленности, в том числе в производстве полупроводников и биогаза, а также в высоковольтном электрооборудовании [4-12]. Являясь сильными поглотителями в инфракрасном диапазоне, данные молекулы играют активную роль в глобальном изменении климата Земли и подпадают под директивы Киотского протокола в отношении видов, рекомендованных для мониторинга окружающей среды [13].

Потребность в данных, направленных на лучшее понимание химии и физики молекулярных частиц в земной атмосфере, побудила к бурному развитию методов количественного дистанционного зондирования для мониторинга концентрации и изучения радиационных свойств газов. Количественное дистанционное зондирование молекулярных частиц в атмосфере обычно осуществляется с помощью сенсоров инфракрасной (ИК) абсорбционной спектроскопии наземного, воздушного или космического базирования. Для определения концентрации парниковых газов в атмосфере, анализа и интерпретации поступающих с сенсоров данных желательно иметь полную информацию обо всех линиях поглощения в исследуемой области спектра, что требует обширных теоретических исследований спектральных характеристик: положения, интенсивности и формы линий поглощения.

Несмотря на существенный прогресс в области экспериментальных и теоретических методов молекулярной спектроскопии высокого разрешения, требования, предъявляемые к точности и полноте спектроскопической информации, все еще остаются не достигнутыми. Таким образом, актуальность данной диссертационной работы заключается в восполнении пробелов в

существующих спектроскопических базах данных путем применения точных моделей, способных воспроизводить молекулярные спектры поглощения парниковых газов как по частоте, так и по интенсивности.

Степень разработанности темы исследования. В настоящее время среди многообразия теоретических методов для изучения спектров высокосимметричных молекул можно выделить два основных подхода: метод глобальных вариационных расчетов и метод эффективных операторов. Основное преимущество метода вариационных расчетов заключается в том, что он дает обширную информацию обо всех возможных уровнях энергии и позволяет заранее предсказать области сильного поглощения. Вместе с тем данный метод весьма требователен к точности функций потенциальной энергии и дипольного момента. Метод эффективных операторов для полиад взаимодействующих состояний позволяет значительно уменьшить размерность задачи и приблизиться к экспериментальной точности для каждой отдельной полиады за счет ограниченного набора колебательных состояний в определенном диапазоне. Однако применять метод эффективных операторов для описания высоковозбужденных колебательно-вращательных состояний заметно сложнее, чем для нижних. Именно совместное использование результатов глобальных вариационных расчетов и моделирования с помощью эффективных гамильтонианов и моментов перехода позволяет получить точность, сопоставимую с экспериментальной.

Первые работы, объединяющие передовые теоретические модели с последующим эффективным анализом экспериментальных данных, представлены в работах В. Г. Тютерева и С. А. Ташкуна. Данные работы посвящены изучению двух- и трехатомных молекул, представляющих интерес для атмосферы: H2O, H2S и O2 [14-21]. Позднее, благодаря работам А. В. Никитина и соавт., которые посвящены высокоточным расчетам ab initio поверхностей потенциальной энергии (11113) и дипольного момента (ПДМ), а так же работам М. Рея и соавт., посвященным глобальным вариационным расчетам, данный подход был распространен на более крупные системы: PH3, NF3, CH4, CF4, C2H4 [22-27].

Результаты многочисленных спектральных анализов, выполненных с помощью эффективной модели, позволили получить информацию о многих ИК диапазонах CH4. Прогресс в ab initio расчетах ППЭ и ПДМ [28-33] и глобальных вариационных расчетах [34, 35] способствовал лучшему пониманию полос поглощения в ИК спектрах изотопологов метана [36-39]. Несмотря на недавний прогресс в моделировании спектров метана, имеющиеся данные не дают всей необходимой информации для воспроизведения спектров атмосферного метана в ближней ИК области, особенно для относительно слабых полос поглощения. Так,

13

слабые переходы в районе тетрадекады молекулы CH4 все еще не идентифицированны. Хотя содержание этого изотопа составляет всего 1%,

13

переходы CH4 дают заметный вклад во многих спектральных диапазонах. Таким

образом, точное моделирование спектров метана требует идентификации

1 ^

переходов CH4.

Другим противоречием, выявленным в ходе анализа литературы по тематике диссертационного исследования, является тот факт, что, несмотря на существенный прогресс в методах теоретической спектроскопии, доступные в настоящее время версии спектроскопических баз данных, таких как HITRAN [40, 41] и GIESA [42, 43], включают информацию только для сильных полос фторсодержащих молекул CF4 и SF6.

Для расчета энергетических уровней и ИК-спектров за пределами приближения гармонического осциллятора ab initio методами необходимо иметь либо ППЭ на достаточно большой сетке ядерных смещений, либо силовое поле со старшими производными. Оба метода находят частое применение, но для приложений с высоким разрешением метод, основанный на аналитическом представлении ППЭ, определенной на расширенной геометрической сетке, дает более точные результаты. В литературе до сих пор отсутствуют высокоточные полноразмерные ППЭ для семиатомных молекул, таких как SF6. Таким образом, только несколько колебательных полос молекулы SF6 в ограниченных спектральных диапазонах были изучены с использованием метода эффективного гамильтониана [44-48]. В нескольких работах использовались альтернативные

методы расчета движения ядер для средних и больших молекул с использованием подхода колебательного взаимодействия конфигураций или теории возмущений [49-51]. Однако в большинстве случаев состояния вращения рассчитывались только для малых значений J, а вкладом горячих полос пренебрегали. Таким образом, информация о полноразмерной 11113 молекулы SF6 позволит перейти к расчетам уровней энергии данной молекулы и вычислению ее ИК спектров.

Подобно метану, молекула CF4 относится к тетраэдрической точечной группе Td, но является более тяжелой, следовательно, она имеет более низкие колебательные моды и уровни вращения, заселенные при более высоких квантовых числах J, даже при комнатной температуре. Спектры этой молекулы характеризуются наличием сложных ферми-резонансных взаимодействий, что существенно усложняет описание их колебательно-вращательных закономерностей. В работе [52] приводятся первые полные вариационные предсказания для молекулы CF4, включая холодные, горячие, обертонные и комбинированные полосы, наиболее активные в ИК-поглощении до шести колебательных квантов. Таким образом, становится возможным анализ малоизученной области 2160-2210 см-1, входящей в состав 9-й полиады (гептады), с помощью эффективной модели, что позволит получить более точную информацию об ИК-спектрах данной молекулы.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертации является разработка спектроскопических моделей, имеющих высокую предсказательную способность к описанию положений и интенсивностей линий высокосимметричных молекул парниковых газов (СН4, CF4 и SF6), путем объединения спектроскопических эффективных моделей и информации, полученной с помощью ab initio поверхностей потенциальной энергии и дипольного момента.

Исходя из поставленной цели сформулированы следующие задачи: 1. Поиск эффективного набора симметризованных координат и матричных элементов, совместимого с методом неприводимых тензорных операторов.

2. Расчет поверхности потенциальной энергии молекулы октаэдрического типа SF6 высокоточными ab initio методами. Использование эмпирической коррекции поверхности потенциальной энергии для улучшения ее предсказательной способности.

13

3. Исследование колебательно-возбужденных состояний CH4 с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния высокого разрешения. Включение рамановских переходов в глобальную модель и последующий анализ.

4. Построение теоретической модели эффективного гамильтониана до 11 полиады включительно для анализа холодного экспериментального спектра молекулы CF4.

Новизна исследования:

1. Получен новый набор координат симметрии, совместимый с методом неприводимых тензорных операторов и определением коэффициентов Клебше-Гордана для группы Oh.

2. Высокоточными ab initio методами получена новая полноразмерная 15-мерная аналитическая форма для ППЭ молекулы SF6 в основном электронном состоянии, представленная в виде разложением по адаптированным к симметрии произведениям нелинейных координат до 5-го порядка включительно. Исследовано влияние дополнительных зависимых симметризованных координат на качество подгонки.

32

3. Колебательные уровни энергии для трех основных изотопологов SF6,

33 34

33SF6 и 34SF6 впервые вычислены вариационными методами с использованием новой эмпирически уточненной ППЭ молекулы SF6.

13

4. Исследованы возбужденные состояния молекулы CH4 и идентифицировано более 80 новых переходов.

5. Построена новая модель эффективного колебательно-вращательного гамильтониана для молекулы CF4 до 11 полиады включительно, успешно моделирующая, в частности холодный спектр (113 К) молекулы CF4 в диапазоне 2160-2210 см-1. Проведен анализ экспериментальных спектров молекулы CF4 в области гептады.

6. Получено более 400 новых идентификаций полосы v1+v3 и подуровней полосы v1+2v4 (F2, E).

Теоретическая и практическая значимость. В диссертации представлены важные научные исследования, которые представляют интерес с точки зрения теоретической спектроскопии высокосимметричных молекул и прикладных задач по анализу спектроскопических данных. Результаты работы важны для академических и прикладных исследований в областях астрофизики, физики атмосферы и спектрального анализа газовых сред, в частности для мониторинга парниковых газов в составе атмосферы Земли. Результаты данного исследования входят в часть проекта TheoReTS [53], посвященного разработке полных теоретических списков линий для высокосимметричных многоатомных молекул на основе ab initio ПП3 и ПДМ.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертационной работе применялись следующие методы и программные пакеты: методы теории групп; метод неприводимых тензорных операторов; метод контактных преобразований высокого порядка; расчет поверхности потенциальной энергии осуществлялся в квантово-химическом программном пакете MOLPRO [54]; спектральный анализ и подгонка параметров эффективного гамильтониана и дипольного момента были реализованы с использованием программного пакета MIRS [55, 56]; для визуализации спектров использовался программный пакет SpectraPlot [57]. Программная реализация промежуточных расчетов осуществлялась с использованием языков программирования Maple 17, С++ и Python.

Защищаемые положения:

1. Дополнительные зависимые угловые координаты существенно влияют на точность аналитической формы ab initio поверхности потенциальной энергии молекулы SF6 у дна потенциальной ямы.

2. Поверхность потенциальной энергии, основанная на ab initio расчетах с эмпирической корректировкой квадратичных параметров, позволяет вычислить

колебательные уровни энергии SF6 с точностью, сопоставимой с экспериментальной.

13

3. Учет рамановских переходов молекулы CH4 в глобальной эффективной модели значительно улучшает положения полос v1, 2v1 и 2v3 симметрии A1 без ухудшения описания других колебательно-вращательных полос.

4. Неэмпирический гамильтониан, преобразованный к эффективному гамильтониану методом контактных преобразований высокого порядка, позволяет воспроизводить положения спектральных линий молекулы CF4 в диапазоне гептады с точностью до 0,0019 см-1.

Степень достоверности полученных результатов подтверждается строгостью методов и подходов, которые использовались при проведении исследования, всесторонним анализом выполненных ранее исследований в этой области другими научными коллективами и согласием результатов теоретического моделирования и экспериментальных данных.

Апробация результатов исследования. Полученные в данной работе результаты обсуждались на всероссийских и международных научных мероприятиях: Spectroscopy and Dynamics of Ozone and Related Atmospheric Species в Реймсе (2017) [58]; 15th International HITRAN conference (united with the 14th ASA conference) Кембридж (2018) [59]; XXIV Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» в Томске (2018) [60]; XIX Международный симпозиум по молекулярной спектроскопии высокого разрешения HighRus-2019 в Нижнем Новгороде (2019) [61, 62]; XXVII конференция «Аэрозоли Сибири» в Томске (2020) [63]; Онлайн конференция 27th Colloquium on High-Resolution Molecular Spectroscopy (2021) [64, 65].

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 5 статей в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (из них 3 статьи в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science; 1 статья в зарубежном научном журнале, входящем в

Scopus; 1 статья в российском научном журнале, переводная версия которого входит в Web of Science), 8 публикаций сборниках материалов всероссийских (в том числе с международным участием) и международных научных конференций и симпозиумов.

Личный вклад автора. Совместно с научным руководителем, профессором А. В. Никитиным была проведена постановка целей и задач диссертационной работы. Все результаты, представленные в работе, включая расчеты, моделирование и анализ спектров выполнены лично автором.

Связь с научными программами и темами. Результаты работы использованы в следующих проектах: грант РНФ № 17.17.01170 от 01.06.2017; грант РНФ № 19.77.01146 от 01.10.2019; грант РФФИ № 20-35-90075.

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору РАН А. В. Никитину за консультации по теоретическим вопросам, понимание и поддержку на протяжении всех лет работы. Автор хочет выразить признательность соавторам своих публикаций и коллективам лабораторий Молекулярной спектроскопии (ИОА СО РАН) и Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC) за предоставление экспериментальных данных, используемых в данной работе.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав основной части, заключения, списка условных обозначений и сокращений, списка использованной литературы (153 наименования), двух обязательных приложений и содержит 22 рисунка, 19 таблиц, всего 119 страниц.

Содержание диссертации

Во введении обусловлена актуальность диссертационной работы, сформулирована цель работы и соответствующие ей задачи. Сформулированы научные положения, выносимые на защиту, представлена их научная новизна, научная и практическая значимость и приводится структура работы с кратким описанием ее глав.

В первой главе вводятся базовые понятия необходимые для понимания оригинальной части работы. Дается описание и обоснование применяемых в данной работе методов теоретического моделирования спектров молекул.

Вторая глава посвящена построению полноразмерной ab initio поверхности потенциальной энергии октаэдрической молекулы SF6. Приводится расчет равновесной структуры молекулы SF6 и вывод нового набора симметризованных координат для группы Oh. Показано аналитическое представление ab initio ППЭ молекулы SF6, оптимизация и эмпирическая корректировка полученной ППЭ.

Третья глава посвящена исследованию колебательно-возбужденных

13

состояний CH4 с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния высокого разрешения: приводятся детали регистрации экспериментальных спектров, дано

13

описание полиадной структуры молекулы CH4 и идентификация переходов.

В четвертой главе приведены результаты анализа холодного спектра молекулы CF4 в диапазоне 2160-2210 см-1: дано описание регистрации экспериментальных спектров, модель эффективного гамильтониана до 11-й полиады включительно, анализ двух сильных взаимодействующих холодных полос.

В заключении сформулированы выводы по основным результатам работы.

1 Теоретические основы и методы колебательно-вращательной спектроскопии

высокосимметричных молекул

1.1 Теоретические основы колебательно-вращательной спектроскопии 1.1.1 Спектроскопические свойства и структура молекул АВ4 и АВ6

Расчет частот и интенсивностей переходов сильно зависит от симметрии молекулы. Изучаемые в данной работе молекулы относятся к типу сферических волчков и имеют довольно сложные колебательно-вращательные спектры, внешний вид которых сильно отличается от одного класса к другому. Более того, в пределах класса наблюдаемые закономерности существенно зависят от значений основных молекулярных констант. Молекулы, рассматриваемые в данной работе, в равновесной конфигурации соответствуют точечным группам симметрии и Оь. Примеры таких молекул с их основными элементами симметрии показаны на рисунке 1.1, где оранжевым цветом обозначены повороты на 180, 120 и 90 градусов вокруг осей С2, С3 и С4 соответственно; зеленым выделено несобственное вращение на 90 и 60 градусов вокруг осей S4 и S6 соответственно; желтым — отражения в диагональных плоскостях; красным — отражения в горизонтальных плоскостях.

а - молекула тетраэдрического типа (СН4 и СБ4); б - молекула октаэдрического

типа (8Б6) Рисунок 1.1 - Геометрия молекул

В таблице 1. 1 приведены симметрии гамильтониана и дипольного момента в лабораторно-фиксированной системе координат (ЛФСК) и молекулярно-фиксированной системе координат (МФСК) для молекул группы симметрии Та и Ой-

Таблица 1.1 - Симметрия операторов гамильтониана (Я) и дипольного момента ) для точечных групп симметрии Та и Оь

Оператор Та Оь

ЛФСК МФСК ЛФСК МФСК

Н А1 Аг А±д А±д

а2 Р1и Ащ

Каждый из атомов пятиатомной молекулы может совершать движение в трех направлениях в пространстве, таким образом, молекула имеет 15 (3Ы,Ы = 5) степеней свободы: три вращательные, три, связанные с трансляцией, и девять колебательных. Сама нелинейная молекула как единое целое характеризуется тремя степенями свободы поступательного движения и тремя степенями свободы вращательного, следовательно, имеет четыре (3Ы — 6,Ы = 5) нормальных колебания. Если нормальные колебания характеризуются одной частотой, такие колебания называются вырожденными.

Для вычисления дипольных моментов перехода, вывода правил отбора и определения квантовых состояний ядерного спина в теории групп используется симметризация по неприводимым представлениям. В методике расчета используется таблица 1.2, где в первом столбце указано обозначение неприводимых представлений, столбцы 2-6 содержат характеры группы симметрии Та, в двух последних столбцах указаны симметрии компонент дипольного момента и вращения молекулы вокруг осей системы отсчета.

Таблица 1.2 - Характеры неприводимых представлений группы Та

Та Е 8СЪ 8С? 6Б4 6°а Вращ. линейные Вращ. квадратичные

1 2 3 4 5 6 7 8

Ал +1 +1 +1 +1 +1 - X2 + у2 + 22

А?. +1 +1 +1 -1 -1 - -

Е +2 -1 +2 0 0 - (2г2 — х2 — у2,х2 — у2)

Рл +3 0 -1 +1 -1 -

Р? +3 0 -1 -1 +1 (х, у, г) (ху, Х2, уг)

Тетраэдрические молекулы АВ4 обладают четырьмя основными частотами колебаний, обычно обозначаемыми у1(А1), v2(E), уз(б2) и у4(е2). Колебания и соответствуют движениям растяжения, а v2 и v4 соответствуют движениям изгиба. Можно наблюдать основные частоты vз и v4 при инфракрасном поглощении и все четыре основные частоты, используя метод комбинационного рассеяния.

Точечная группа симметрии Оь является прямым произведением ОхСь собственной группы О на группу инверсии Сь Неприводимые представления Оь логически получаются прямым произведением неприводимых представлений этих двух групп. Их обозначают Сё или Си, где С = А1 А2, Е, Б2. Индекс т = g или и характеризует поведение неприводимых тензоров по отношению к инверсии осей. Характеры неприводимых представлений октаэдрической группы симметрии представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Характеры неприводимых представлений группы Оь

оп Е 8С3 3С2 6С4 6С'2 1 856 3оп 6Б4 6ой Вращ. линейные Вращ. Квадратичные

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Алд 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

А29 1 1 1 -1 -1 1 1 1 -1 -1

Е9 2 -1 2 0 0 2 -1 2 0 0 (2г2 — х2 — у2,х2 — у2)

Тла 3 0 -1 1 -1 3 0 -1 1 -1

Т23 3 0 -1 -1 1 3 0 -1 -1 1 (хг, ух, ху)

Окончание таблицы 1.3

Ащ 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1

Аги 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1

ии 2 -1 2 0 0 -2 1 -2 0 0

71и 3 0 -1 1 -1 -3 0 1 -1 1

Тги 3 0 -1 -1 1 -3 0 1 1 -1

Октаэдрические молекулы АВ6 имеют шесть основных частот колебаний, обычно обозначаемых у1(А1ё), V2(Eg), у3(Е1и), ^(Р1и), V5(F2g) и у6(Р2и). Колебания

и v3 относятся к модам растяжения, а v4, v5 и v6 — к модам изгиба. Эффекты колебательно-вращательного взаимодействия и правила отбора переходов существенно определяются наличием центра симметрии. Поскольку гамильтониан имеет симметрию А^ в молекулярной точечной группе и таким образом является полностью симметричным, колебательно-вращательные взаимодействия обязательно связывают колебательные состояния с одинаковой четностью (и или g). Дипольный момент имеет симметрию F1u в группе Оь. Вследствие этого, только основные частоты v3 и v4 можно наблюдать с помощью инфракрасного поглощения. Тензор поляризуемости имеет симметрию А^ + Eg + F2g в группе Оь, следовательно, основные частоты v1, V2 и v5 можно наблюдать только с помощью комбинационного рассеяния. Колебание v6, обладающее наименьшей энергией, является оптически неактивным.

1.1.2 Уравнение Шредингера для движения ядер в изолированном электронном

состоянии

Основным уравнением квантовой механики является уравнение Шредингера:

НФ = Е1Р, (1.1)

где Н — оператор Гамильтона системы, Ф — волновая функция, описывающая положения и движения ядер и электронов, Е — энергия.

Оператор Гамильтона в выражении (1.1) состоит из кинетической и потенциальной энергии: первые два слагаемых представляют собой операторы кинетической энергии ядер и электронов, третье является оператором потенциальной энергии взаимодействия ядер между собой, четвертое — оператором потенциальной энергии взаимодействия ядер и электронов, пятое — оператором потенциальной энергии взаимодействия электронов между собой:

н = тп + те + 9пе + 9ее + 9пп, (1.2)

где нижний индекс слагаемого обозначает: п — ядерный, е — электронный, пе — ядерно-электронный, ее — электрон-электронный и пп — ядерный-ядерный.

Как правило, решение уравнения (1.1) дает полную энергию молекулы и молекулярную волновую функцию однако его точное решение в

аналитических функциях возможно лишь для атома водорода. Основной задачей квантовой химии является разработка приближений, позволяющих упростить уравнение (1.1) для систем многих тел. Одним из таких методов является приближение Борна-Оппенгеймера [66], позволяющее перейти от полного гамильтониана молекулы к колебательно-вращательному гамильтониану для изолированного электронного состояния. Полная волновая функция 1Р(г,Я) выражается в виде произведения электронной и ядерной функции:

= Фе(г,Я) * 1Рп(Я), (1.3)

где г = [г 1} — совокупность электронных координат, Я = [Ду] — совокупность ядерных координат и п — наборы электронных и ядерных чисел соответственно.

Решение электронно-ядерной задачи осуществляется в два этапа: вначале решается электронное уравнение Шредингера для фиксированного положения ядер {#;}, затем положения ядер смещаются и фиксируются к значениям {^ + ДДу]. Таким образом, получается функция электронной энергии, заданная на сетке геометрических конфигураций ядер.

1.1.3 Адаптированные к симметрии нормальные координаты

Выбор оптимального набора координат, позволяющего максимально разделить отдельные движения в молекуле, имеет большое значение для вывода квантовых операторов кинетической энергии. Декартовы координаты удобно преобразовывать для описания внутренних движений молекулы, состоящей из N ядер с массой т^. Набор декартовых координат в фиксированной молекулярной системе отсчета определяется как:

Х^—ХЦЦ =5-л(в,ср,х)щ (1.4)

где Х^ = (Х1,УЬ2{) — набор декартовых координат; хЦМ — три координаты центра масс, Б-1(6,ф,х) — ортогональная матрица 3 х 3, связывающая пространственную ориентацию молекулярной неподвижной системы отсчета х,у,г с лабораторно-фиксированной системой отсчета Х,У,2; (6,ф,х) — углы Эйлера.

При обычном рассмотрении молекулярных колебаний принято вводить (3Ы — 6) координат внутренних перемещений , определяемых как компоненты вектора:

Я = (гл,г2,...; 61,62,...). (1.5)

В общем случае связь между и ^ носит нелинейный характер. Путем линеаризации этих соотношений можно определить прямолинейную часть [Я]геС1 матрицы R с помощью уравнения:

№]гесг = Вуа, (1.6)

где Ву — постоянная матрица.

Остальные шесть уравнений ограничены согласно условиям Эккарта [67]: сохранить то же количество независимых переменных. Оси Эккарта выбираются так, чтобы они совпадали с главными осями инерции в равновесной конфигурации. Для полужестких молекул с четко определенной равновесной конфигурацией молекулярные колебания обычно описываются с помощью набора

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чижмакова Яна Сергеевна, 2023 год

Список использованной литературы

1. Khalil M. A. Non-CÜ2 greenhouse gases in the atmosphere / M. A. Khalil // Annual Review of Environment and Resourceds. - 1999. - Vol. 24, № 1. - P. 645-661.

2. Dervos C. T. Sulphur hexafluoride (SF6): Global environmental effects and toxic byproduct formation / C. T. Dervos, P. Vassiliou // Journal of the Air & Waste Management Association. - 1999. - Vol. 50, № 6604. - P. 32.

3. Harnisch J. Effect of natural tetrafluoromethane / J. Harnish, R. Brochers, P. Fabian, H. W. Gaggeler, U. Schotterer // Nature. - 1996. - Vol. 384, № 1. - P. 137141.

4. Penkett S. A. Atmospheric measurements of CF4 and other fluorocarbons containing the CF3 grouping / S. A. Penkett, N. D. J. Prosser, R. A. Rasmussen // Journal of Geophysical Research. - 1981. - Vol. 86, № 6. - P. 5172-5178.

5. Khalil M. A. K. Atmospheric perfluorocarbons / M. A. K. Khalil, R. A. Rasmussen, J. A. Culbertson, J. M. Prins, E. P. Grimsrud, M. J. Shearer // Environmental Science & Technology. - 2003. - Vol. 37, № 19. - P. 4358-4361.

6. Tsai W. T. A review of uses, environmental hazards and recovery/recycle technologies of perfluorocarbons (PFCs) emissions from the semiconductor manufacturing processes / W. T. Tsai, H. P. Chen, W. Y. Hsien // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. - 2002. - Vol. 15, № 2. - P. 65-75.

7. Bastviken D. Methane as a source of carbon and energy for lake pelagic food webs / D. Bastviken, J. Ejlertsson, I. Sundh, L. Tranvik // Ecology. - 2003. - Vol. 84, № 4. - P. 969-981.

8. Mühle J. Perfluorocarbons in the global atmosphere: Tetrafluoromethane, hexafluoroethane, and octafluoropropane / J. Muhle, A. L. Ganesan, B. R. Miller, P. K. Salameh, C. M. Harth, B. R. Greally, M. Rigby, L. W. Porter, L. P. Steele, C. M. Trudinger, P. B. Krumme, S. O'Doherty, P. J. Fraser, P. G. Simmonds, R. G. Prinn, R. F. Weiss // Atmospheric Chemistry and Physics. - 2010. - Vol. 10. -P. 5145-5164.

9. Kirk E. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology 4th edition / E. Kirk, D. F. Othmer, J. I. Kraschwitz // Wiley, New York. - 1998. - 535 p.

10. Jesse S. Etching-enhanced ablation and the formation of a microstructure in silicon by laser irradiation in an SF6 atmosphere / S. Jesse, A. J. Pedraza, J. D. Fowlkes // Journal of Materials Research. - 2002. - Vol. 17, № 5. - P. 1002-1013.

11. Johnstone W. M. Absolute elastic differential cross sections for electron scattering from SF6 / W. M. Johnstone, W. R. Newell // Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. - 1991. - Vol. 24, № 2. - P. 473-487.

12. Malik N. H. A review of electrical breakdown in mixtures of SF6 and other gases / N. H. Malik, A. H. Qureshi // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. - 1979. - Vol. 14, № 1. - P. 11-13.

13. Harnisch J. Comparison of Emissions Estimates Derived from Atmospheric Measurements with National Estimates of HFCs, PFCs and SF6 / J. Harnish, N. Höhne // Environmental Science and Pollution Research. - 2002. - Vol. 9, № 5. - P. 315-319.

14. Starikov V. I. Calculation of the rotational energies of the H2O molecule from a force field / V. I. Starikov, S. A. Tashkun // Soviet Physics Journal. - 1988. - Vol. 31, № 10. - P. 794-797.

15. Starikov V. I. Asymptotic behavior of rotational energies of rigid X2Y-type molecules / V. I. Starikov, S. A. Tashkun, VL. G. Tyuterev // Soviet Physics Journal. -1990. - Vol. 33, № 1. - P. 5-8.

16. Starikov V. I. Calculation of the dependence of the centrifugal constants of the molecule H2O on the quantum number v2 on the basis of the Morse oscillator / V. I. Starikov, Vl. G. Tyuterev // Soviet Physics Journal. - 1982. - Vol. 25, № 8. -P. 762-765.

17. Starikov V. I. V2-dependence of centrifugal constants of H2O molecules in the Morse oscillator model / V. I. Starikov, VL. G. Tyuterev // Soviet Physics Journal. -1982. - Vol. 25, № 10. - P. 921-923.

18. Tyuterev Vl. G. High-Order Contact Transformations: General Algorithm, Computer Implementation and Triatomic Tests / V. G. Tyuterev, S. A. Tashkun,

H. Seghir // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. -2004. - Vol. 5311. - P. 164-175.

1 8

19. Champague A. CW-Cavity Ring Down spectroscopy of O3. Part 1: Experiment and analysis of the 6200-6400 cm-1 spectral region / A. Champague, A. W. Liu, S. Kassi, M. R. De Backer-Barilly, A. Barbe, E. Starikova, S. A. Tashkun,

V. G. Tyuterev // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2009. - Vol. 255, № 2. - P. 7587.

20. Tyuterev Vl. G. An accurate isotopically invariant potential function of the hydrogen sulphide molecule / Vl. G Tyuterev, S. A. Tashkun, D. W. Shwenke // Chemical Physics Letters. - 2001. - Vol. 348, № 4. - P. 223-234.

21. Tyuterev Vl. G. New analytical model for the ozone electronic ground state potential surface and accurate ab initio vibrational predictions at high energy range /

VI. G Tyuterev, R. V. Kochanov, S. A. Tashkun, F. Holka, P. G. Szalay // Journal of Chemical Physics. - 2013. - Vol. 139, № 13. - P. 134307.

22. Nikitin A. V. Analysis of PH3 spectra in the Octad range 2733-3660 cm-1 / A. V. Nikitin, Y. A. Ivanova, M. Rey, S. A. Tashkun, G. C. Toon, K. Sung, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol. 203. - P. 472-479.

23. Rodina A. Line list for NF3 molecule in the 1750-1950 cm-1 region / A. Rodina, O. Egorov, A. Nikitin, M. Rey, V. Serdyukov, L. Sinitsa, S. Tashkun // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2019. - Vol. 232. -P. 10-19.

24. Egorov O. Global modeling of NF3 line positions and intensities from far to mid-infrared up to 2200 cm-1 / O. Egorov, A.V. Nikitin, M. Rey, A. Rodina, S. Tashkun, Vl.G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2019. - Vol. 239. - P. 106668.

1 'j _1

25. Rodina A. A. Improved line list of CH4 in the 4100-4300 cm region / A. A. Rodina, A. V. Nikitin, L. Manceron, X. Thomas, L. Daumont, M. Rey, K. Sung, A. E. Protasevich, S. A. Tashkun, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2022. - Vol. 279. - P. 108021.

26. Viglaska D. First-principles calculations of infrared spectra for three ethylene isotopologues: 13C2H4, 13C12CH4 and 12C2^D / D. Viglaska, M. Rey, T. Delahaye, A. V. Nikitin // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2019. -Vol. 230. - P. 142-154.

27. Viglaska D. Symmetry effects in rotationally resolved spectra of bi-deuterated ethylene: Theoretical line intensities of cis, trans, and as - C2H2D2 isotopomers / D. Viglaska, M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Journal of Chemical Physics. - 2019. - Vol. 150. - P. 194303.

28. Nikitin A. V. First fully ab initio potential energy surface of methane with a spectroscopic accuracy / A. V. Nikitin, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // Journal of Chemical Physics. - 2016. - Vol. 145, № 11. - P. 114309.

29. Nikitin A. V. New dipole moment surfaces of methane / A. V. Nikitin, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // Chemical Physics Letters. - 2013. - Vol. 565, № 5. - P. 511.

30. Cassam-Chenai P. Ab initio calculation of the rotational spectrum of methane vibrational ground state / P. Cassam-Chenai, J. Lievin // Journal of Chemical Physics. -2012. - Vol. 136, № 17. - P. 174309.

31. Cassam-Chenai P. An improved third order dipole moment surface for methane / P. Cassam-Chenai, J. Lievin // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2013. -Vol. 291. - P. 77-84.

32. Owens A. A highly accurate ab initio potential energy surface for methane / A. Owens, S. N. Yurchenko, A. Yachmenev, J. Tennyson, W. A. Thiel // Journal of Chemical Physics. - 2016. - Vol. 145, № 10. - P. 04305.

33. Majumder M. Explicitly correlated MRCI-F12 potential energy surfaces for methane fit with several permutation invariant schemes and full-dimensional vibrational calculations / S. E. Hegger, R. Dawes, S. Manzhos, X. G. Wang, T. J. Carrington // Molecular Physics. - 2015. - Vol. 113, № 14. - P. 1823-1833.

34. Rey M. First principles intensity calculations of the methane rovibrational spectra in the infrared up to 9300 cm-1 / M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2013. - Vol. 15, № 25. - P. 10049-10061.

35. Rey M. Convergence of normal mode variational calculations of methane spectra: Theoretical line list in the icosad range computed from potential energy and dipole moment surfaces / M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2015. - Vol. 164. - P. 207-220.

36. Rey M. Predictions for methane spectra from potential energy and dipole

1-5 1 'J

moment surfaces: Isotopic shifts and comparative study of CH4 and CH4. / M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2013. -Vol. 291. - P. 85-97.

37. Rey M. First Predictions of Rotationally Resolved Infrared Spectra of Di-

1 9

Deuteromethane ( CH2D2) from Potential Energy and Dipole Moment Surfaces / M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // The Journal of Physical Chemistry A. - 2015. - Vol. 119. - P. 4763-4779.

1 9

38. Rey M. Accurate first-principles calculations for CH3D infrared spectra from isotopic and symmetry transformations / M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Journal of Chemical Physics. - 2014. - Vol. 141, № 4. - P. 044316.

1 ^

39. Starikova E. Assignment and modeling of the absorption spectrum of CH4 at 80K in the region of the 2v3 band (5853-6201cm-1) / E. Starikova, A. V. Nikitin, M. Rey, S. A. Tashkun, D. Mondelain, S. Kassi, A. Campargue, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2016. - Vol. 177. -P. 170-180.

40. Rothman L. S. The HITRAN 2012 molecular spectroscopic database / L. S. Rothman, I. E. Gordon, Y. Babikov, A. Barbe, D. Chris Benner, P. F. Bernath, M. Birk, L. Bizzocchi, V. Boudon, L. R. Brown, A. Campargue, K. Chance, E. A. Cohen, L. H. Coudert, V. M. Devi, B. J. Drouin, A. Fayt, J. M. Flaud, R. R. Gamache, J. J. Harrison, J.-M. Hartmann, C. Hill, J. T. Hodges, D. Jacquemart, A. Jolly, J. Lamouroux, R. J. Le Roy, G. Li, D. A. Long, O. M. Lyulin, C. J. Mackie, S. T. Massie, S. Mikhailenko, H. S. P. Müller, O. V. Naumenko, A. V. Nikitin, J. Orphal, V. Perevalov, A. Perrin, E. R. Polovtseva, C. Richard, M. A. H. Smith, E. Starikova, K. Sung, S. Tashkun, J. Tennyson, G. C. Toon, Vl. G. Tyuterev,

G. Wagner // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2013. -Vol. 130. - P. 4-50.

41. Gordon I. E. The HITRAN 2016 molecular spectroscopic database / I. E. Gordon, L. S. Rothman, C. Hill, R. V. Kochanov, Y. Tan, P. F. Bernath, M. Birk, V. Boudon, A. Campargue, K. V. Chance, B. J. Drouin, J. M. Flaud, R. R. Gamache, J. T. Hodges, D. Jacquemart, V. I. Perevalov, A. Perrin, K. P. Shine, M. A. H. Smith, J. Tennyson, G. C. Toon, H. Tran, Vl. G. Tyuterev, A. Barbe, A. G. Csaszar, V. M. Devi, T. Furtenbacher, J. J. Harrison, J. M. Hartmann, A. Jolly, T. J. Johnson, T. Karman, I. Kleiner, A. A. Kyuberis, J. Loos, O. M. Lyulin, S. T. Massie, S. N. Mikhailenko, N. Moazzen-Ahmadi, H. S. P. Müller, O. V. Naumenko, A. V. Nikitin, O. L. Polyansky, M. Rey, M. Rotger, S. W. Sharpe, K. Sung, E. Starikova, S. A. Tashkun, J. Vander Auwera, G. Wagner, J. Wilzewski, P. Wcislo, S. Yu, E. J. Zak // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol. 203. - P. 3-69.

42. Jacquinet-Husson N. The 2009 edition of the GEISA spectroscopic database / N. Jacquinet-Husson, L. Crepeau, R. Armante, C. Boutammine, A. Chedin, N. A. Scott,

C. Crevoisier, V. Capelle, C. Boone, N. Poulet-Crovisier, A. Barbe, A. Campargue,

D. Chris Benner, Y. Benilan, B. Bezard, V. Boudon, L. R. Brown, L. H. Coudert, A. Coustenis, V. Dana, V. M. Devi, S. Fally, A. Fayt, J. M. Flaud, A. Goldman, M. Herman, G. J. Harris, D. Jacquemart, A. Jolly, I. Kleiner, A. Kleinböhl, F. Kwabia-Tchana, N. Lavrentieva, N. Lacome, Li-Hong Xu, O. M. Lyulin, J. Y. Mandin, A. Maki, S. Mikhailenko, C. E. Miller, T. Mishina, N. Moazzen-Ahmadi,

H. S. P. Müller, A. Nikitin, J. Orphal, V. Perevalov, A. Perrin, D. T. Petkie, A. Predoi-Cross, C. P. Rinsland, J. J. Remedios, M. Rotger, M. A. H. Smith, K. Sung, S. Tashkun, J. Tennyson, R. A. Toth, A. C. Vandaele, J. Vander Auwera // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2011. - Vol. 112, № 15. - P. 2395-445.

43. Jacquinet-Husson N. The 2015 edition of the GEISA spectroscopic database / N. Jacquinet-Husson, R. Armante, N. A. Scott, A. Chedin, L. Crepeau, C. Boutammine, A. Bouhdaoui, C. Crevoisier, V. Capelle, C. Boonne, N. Poulet-Crovisier, A. Barbe, D. Chris Benner, V. Boudon, L. R. Brown, J. Buldyreva, A. Campargue, L. H. Coudert,

V. M. Devi, M. J. Down, B. J. Drouin, A. Fayt, C. Fittschen, J. M. Flaud, R. R. Gamache, J. J. Harrison, C. Hill, 0. Hodnebrog, S. M. Hu, D. Jacquemart,

A. Jolly, E. Jiménez, N. N. Lavrentieva, A. W. Liu, L. Lodi, O. M. Lyulin, S. T. Massie, S. Mikhailenko, H. S. P. Müller, O. V. Naumenko, A. Nikitin, C. J. Nielsen, J. Orphal, V. I. Perevalov, A. Perrin, E. Polovtseva, A. Predoi-Cross, M. Rotger, A. A. Ruth, S. S. Yu, K. Sung, S. A. Tashkun, J. Tennyson, Vl. G. Tyuterev, J. Vander Auwera,

B. A. Voronin, A. Makie // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2016. - Vol. 327. -P. 31-72.

44. Boudon V. First High-Resolution Raman Spectrum and Analysis of the v5 / V. Boudon, D. J. Bermejo // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2002. - Vol. 213. -P. 139-144.

45. Boudon V. High-Resolution Spectroscopy and Analysis of the v4 Bending Region of SF6 near 615 cm-1 / V. Boudon, G. Pierre, H. Bürger // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2001. - Vol. 205. - P. 304-311.

46. Faye M. Observation and analysis of the SF6 v2+v4+v5 band: Improved parameters for the v5=1 state / M. Faye, V. Boudon, M. Loëte, P. Roy, L. Manceron // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2016. - Vol. 325. - P. 35-41.

47. Faye M. The high overtone and combination levels of SF6 revisited at Dopplerlimited resolution: A global effective rovibrational model for highly excited vibrational states / M. Faye, V. Boudon, M. Loëte, P. Roy, L. Manceron // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol 190. - P. 38-47.

48. Faye M. First analysis of the v3+v5 combination band of SF6 observed at Dopplerlimited resolution and effective model for the v3+v5-v5 hot band / M. Faye, V. Boudon, M. Loëte, P. Roy, L. Manceron // Journal of Molecular Spectroscopy. -2018. - Vol. 348. - P. 37-42.

1 9

49. Gabard T. Study of the v3 and 2v4 interacting states of 12CF4 / T. Gabard, G. Pierre, M. Takami // Molecular Physics. - 1995. - Vol. 85, № 4. - P. 735-44.

50. Boudon V. High-resolution spectroscopy and analysis of the v3/2v4 dyad of CF4 / V. Boudon, J. Mitchell, A. Domanskaya, C. Maul, R. Georges, A. Benidar, W. G. Harter // Molecular Physics. - 2011. - Vol. 109, № 18. - P. 2273-2290.

51. Carlos M. High-resolution spectroscopy and global analysis of CF4 rovibrational bands to model its atmospheric absorption / M. Carlos, O. Gruson, C. Richard, V. Boudon, M. Rotger, X. Thomas, C. Maul, C. Sydow, A. Domanskaya, R. Georges, P. Soulard, O. Pirali, M. Goubet, P. Asselin, T. R. Huet // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol. 201. - P. 75-93.

52. Rey M. Understanding global infrared opacity and hot bands of greenhouse molecules with low vibrational modes from first-principles calculations: the case of CF4 / M. Rey, I. S. Chizhmakova, A. V. Nikitin, Vl. G Tyuterev // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2018. - Vol. 20, № 32. - P. 21008-21033.

53. Rey M. TheoReTS - An information system for theoretical spectra based on variational predictions from molecular potential energy and dipole moment surfaces / M. Rey, A. V. Nikitin, Y. Babikov, Vl. G Tyuterev // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2016. - Vol. 327. - P. 138-158.

54. Werner H. J. The Molpro quantum chemistry package / H. J. Werner, P. J. Knowles, F. R. Manby, J. A. Black, K. Doll, A. Heßelmann, D. Kats, A. Köhn, T. Korona, D. A. Kreplin, Q. Ma, T. F. Miller, A. Mitrushchenkov, K. A. Peterson, I. Polyak, G. Rauhut, M. Sibaev // Journal of Chemical Physics. - 2020. - Vol. 152, № 14. - P. 144107.

55. Nikitin A. V. The MIRS computer package for modeling the ro-vibrational spectra of polyatomic molecules / A. V. Nikitin, J. P. Champion, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2003. - Vol. 82, № 4. -P. 239-249.

56. Nikitin A. V. Extension of the MIRS computer package for the modeling of molecular spectra: from effective to full ab initio ro-vibrational hamiltonians in irreducible tensor form / A. V. Nikitin, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2012. - Vol. 113, № 11. -P. 1034-1042.

57. Никитин А. В. Визуализация и идентификация спектров программой SpectraPlot / А. В. Никитин, Р. В. Кочанов // Оптика атмосферы и океана. - 2011. -Т. 24, № 11. - С. 936-941.

58. Mattoussi M. Analysis of the (v2+2v4, v2+v3, 4v2, v1+2v2, 2v1) pentad of CF4 / M. Mattoussi, M. Rey, A. V. Nikitin, I. Chizhmakova, M. Rotger, H. Aroui, S. Tashkun, Vl. G. Tyuterev // Spectroscopy and Dynamics of Ozone and Related Atmospheric Species : Program and abstracts. Reims, France, October 04-06, 2017. - Reims, 2017. -Article number F8. - URL: https://www.univ-reims.fr/media-files/7968/abstracts-ozone-workshop.pdf (access date: 03.05.2023).

59. Mattoussi M. Preliminary Analysis of the Interacting (v2+2v4, v2+v3, 4v2, v1+2v2, 2v1) Pentad of CF4 / M. Mattoussi, M. Rey, A. V. Nikitin, I. Chizhmakova, M. Rotger, H. Aroui, S. Tashkun, Vl. G. Tyuterev // 15th International HITRAN conference (united with the 14th ASA conference) : abstracts of reports. Cambridge, June 13-15, 2018. - Cambridge, 2018. - P. 29.

60. Чижмакова Я. С. Моделирование поверхности потенциальной энергии молекул SF6 из первых принципов / Я. С. Чижмакова, А. В. Никитин // Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы : тезисы докладов XXIV Международного симпозиума. Томск, 02-05 июля 2018 г. - Томск, 2018. - С. 27.

61. Babikov Yu. L. Current status of the TheoReTS information system: infrared spectra of 4-7 atomic molecules computed from high accuracy potential energy and dipole moment surfaces / Yu. L. Babikov, M. Rey, A. V. Nikitin, D. Viglaska, A. A. Rodina, I. S. Chizhmakova, O. V. Egorov, E. N. Starikova, N. Sheremet, A. Tretiakov, Vl. G. Tuyterev // XIX Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy HighRus-2019 : abstracts of reports. Nizhny Novgorod, Russia, July 0105, 2019. - Nizhny Novgorod, 2019. - P. 41.

62. Chizhmakova I. Ab initio potential energy surface and dipole moment surface for SF6 molecule / I. S. Chizhmakova, A.V. Nikitin, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // XIX Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy HighRus-2019: abstracts of reports. Nizhny Novgorod, July 01-05, 2019. - Nizhny Novgorod, 2019. - P. 106.

63. Чижмакова Я. С. Моделирование сечений поглощения фторсодержащих атмосферных молекул из первых принципов / Я. С. Чижмакова, А. В. Никитин // Аэрозоли Сибири : тезисы докладов XXVII конференции, посвященной 100-

летию со дня рождения Академика РАН К. Я. Кондратьева. Томск, 24-27 ноября 2020 г. - Томск, 2020. - С. 118-119.

64. Chizhmakova I. S. New ab initio PES and DMS of CQF3 and CCU molecules / I. S. Chizhmakova, D. G. Malyshev, A. A. Rodina, A. V. Nikitin, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // 27th Colloquium on High-Resolution Molecular Spectroscopy (HRMS Cologne 2021) : Book of abstracts of the On-line Conference. Virtual, August 01 -September 05, 2021. - 2021. - Article number A48. - 1 USB-flash-card.

65. Chizhmakova I. S. Cold spectra of CF4 analysis in the range 2160-2210 cm-1 / I. S. Chizhmakova, M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev, L. N. Sinitsa, V. I. Serdyukov, A. A. Lugovskoi // 27th Colloquium on High-Resolution Molecular Spectroscopy (HRMS Cologne 2021) : Book of abstracts of the On-line Conference. Virtual, August 01 - September 05, 2021. - 2021. - Article number F17. - 1 USBflash-card.

66. Ландау Л. Д. Квантовая механика. Нерелятивистская теория / Л. Д. Ландау. - Москва: Наука, 1989. - 767 C.

67. Eckart С. Some Studies Concerning Rotating Axes and Polyatomic Molecules / C. Eckart // Physical Review. - 1935. - Vol. 47, № 7. - P. 552-558.

68. Wilson E. B. Molecular Vibrations: The Theory of Infrared and Raman Vibrational Spectra / E. B. Wilson, J. C. Decius, P. C. Cross // New York: Dover Books on Chemistry, 1980. - 767 p.

69. Darling В. T. The Water Vapor Molecule / B. T. Darling, D. M. Dennison // Physical Review. - 1940. - Vol. 57, № 128. - P. 128-139

70. Watson J. K. G. Simplification of the molecular vibration-rotation hamiltonian / J. K. G. Watson // Molecular Physics. - 1968. - Vol. 100, № 1. - P. 4754.

71. Biederharn L. C. Angular Momentum in Quantum Physics / L. C. Biederharn, J. D. Louck - Cambridge University press ed. New York, 1985. - 284 p.

72. Papousek D. Molecular vibration-rotation spectra / D. Papousek, M. R Aliev - Elsevier -Academia, 1982. - 300 p.

73. Jahn H. A. A new Coriolis perturbation in the methane spectrum

I. Vibrational-rotational Hamiltonian and wave functions / H. A. Jahn // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Science. - 1938. -Vol. 168, № 935. - P. 469-518.

74. Childs W. H. J. A new Coriolis perturbation in the methane spectrum III. Intensities and optical spectrum III / W. H. J. Childs, H. A. Jahn // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Science. - 1939. -Vol. 169, № 939. - P. 451-463.

75. Hecht K. T. Vibration-rotation energies of tetrahedral XY4 molecules: Part

II. The fundamental v3 of CH4 / K. T. Hecht // Journal of Molecular Spectroscopy. -1961. - Vol. 5, № 6. - P. 390-404.

76. Robiette A. G. The effective vibration-rotation hamiltonian for triply-degenerate fundamentals of tetrahedral XY4 molecules / A. G. Robiette, D. L. Gray, F. W. Birss // Molecular Physics. - 1976. - Vol. 32, № 6. - P. 1591-1607.

77. Moret-Bailly J. Sur l'interprétation des spectres de vibration-rotation des molécules à symétrie tétraédrique ou octaédrique / J. Moret-Bailly // Cahiers de Physique. - 1961. - Vol. 15. - P. 237-316.

78. Champion J. P. Complete development of vibration-rotation Hamiltonian adapted to study of interactions in spherical top molecules—application to v2 and v4

1 9

bands of CH4 / J. P. Champion // Canadian Journal of Physics. - 1977. - Vol. 55, № 20. - P. 1802-1828.

79. Champion J. P. Spherical top spectra, in Spectroscopy of the Earth's Atmosphere and Interstellar / J. P. Champion, M. Loëte, G. Pierre - San Diego: Academic Press. - 1992. - 538 p.

80. Tyuterev Vl. G. Parameters of reduced Hamiltonian and invariant parameters

1 9

of interacting E and F2 fundamentals of tetrahedral molecules: v2 and v4 bands of 12CH4

9 8

and SiH4 / Vl. G. Tyuterev, J. P. Champion, G. Pierre, V. I. Perevalov // Journal of Molecular Spectroscopy. - 1986. - Vol. 120, № 1. - P. 49-78.

81. Tyuterev Vl. G. Further analysis of effective Hamiltonians for triply degenerate fundamentals of tetrahedral molecules: Unambiguous fit of q2J5 and q2J6

1 9

terms for v4 of CH4 / Vl. G. Tyuterev, G. Pierre, J. P. Champion, V. I. Perevalov, B. I. Zhilinskii // Journal of Molecular Spectroscopy. - 1986. -Vol. 117, № 1. - P. 102-118.

82. Sadovskii D. A. Counting levels within vibrational polyads / D. A. Sadovskii, B. I. Zhilinskii // Journal of Chemical Physics - 1995. - Vol. 103, № 24. - P. 10520-10536.

83. Loete M. Developpement complet du moment dipolaire des molecules tetraedriqueS. Application aux bandes triplement degenerees et a la diade v2 et v4 / M. Loete // Canadian Journal of Physics. - 1983. - Vol. 61, № 8. - P. 1242-1259.

84. Michelot F. Nuclear hyperfine interactions in spherical tops in their ground electronic and vibronic states / F. Michelot, B. Bobin, J. Moret-Bailly // Journal of Molecular Spectroscopy. - 1979. - Vol. 76, № 3. - P. 372-411.

85. Boudon V. Spectroscopic tools for remote sensing of greenhouse CH4, CF4 and SF6 / V. Boudon, J. P. Champion, T. Gabard, G. Pierre, M. Loete, C. Wenger // Environmental Chemistry Letters. - 2003. - Vol. 1, № 1. - P. 86-91.

86. Boudon V. The SO2F2 quasi-spherical top: Correspondence between tensorial and Watson's formalisms / V. Boudon, M. Rotger, N. Zvereva-Loete, M. Loete // Journal of Molecular Structure. - 2006. - Vol. 114. - P. 780-781.

87. Nikitin A. V. Improved algorithms for the modeling of vibrational polyads of polyatomic molecules: application to Td, Oh, and C3v molecules / A. V. Nikitin, J. P. Champion, Vl. G. Tyuterev // Journal of Molecular Spectroscopy. - 1997. -Vol. 182, № 1. - P. 72-84.

88. Wenger C. Spherical top data system (STDS) software for the simulation of spherical top spectra / C. Wenger, J. P. Champion // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 1998. - Vol. 59, № 5. - P. 471-480.

89. Boudon V. Spectroscopy of hexafluorides with an odd number of electrons. A tensorial formalism adapted to the chain SU(2) ® CI 3 OSh / V. Boudon, F. Michelot // Journal of Molecular Structure. - 1994 - Vol. 165, № 2. - P. 554-579.

90. Rao N. K. Spectroscopy of the earth's atmosphere and interstellar medium / N. K. Rao // San Diego: Academic Press. - 1992. - 526 p.

91. Raballand W. Spectroscopy of X2 Y4 (D2h) molecules: Tensorial formalism adapted to the O(3) 3 D2h chain, Hamiltonian and transition moment operators / W. Raballand , M. Rotger , V. Boudon , M. Loete // Journal of Molecular Structure. -2003. - Vol. 217, № 2. - P. 239-248.

92. Moret-Bailly J. Calculation of the frequencies of the lines in a threefold degenerate fundamental band of a spherical top molecule / J. Moret-Bailly // Journal of Molecular Structure. - 1965. - Vol. 15, №65. - P. 344-354.

93. Zhilinskii B. I. Reduction of rotational operators to standard form / B. I. Zhilinskii // Optics and Spectroscopy. - 1981. - Vol. 51, № 3. - P. 262-263.

94. Rey M. Ab initio ro-vibrational Hamiltonian in irreducible tensor formalism: a method for computing energy levels from potential energy surfaces for symmetric top molecules / M. Rey , A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Molecular Physics. - 2012. -Vol. 108, № 16. - P. 2121-2135.

95. Rey M. Complete nuclear motion Hamiltonian in the irreducible normal mode tensor operator formalism for the methane molecule / M. Rey , A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Journal of Chemical Physics. - 2012. - Vol. 136, № 24. - P. 244106.

96. Purvis G. D. A full coupled-cluster singles and doubles model: The inclusion of disconnected triples / G. D. Purvis , R. J. Bartlett // Journal of Chemical Physics. -1982. - Vol. 76, № 4. - P. 1910.

97. Almlof J. General contraction of Gaussian basis sets. I. Atomic natural orbitals for first- and second-row atoms / J. Almlof, P. R. Taylor //Journal of Chemical Physics. - 1987. - Vol. 86, № 7. - P. 4070.

98. Brown L. R. Line intensities of CH3D in the Triad region: 6-10 um / L. R. Brown, A. Nikitin, D. Chris Benner, D. V. Malathy, M. A. H. Smith, L. Fejard, J. P. Champion, Vl. G. Tyuterev, R. L. Sams // Journal of Molecular Structure. - 2004. - Vol. 695-696. - P. 181-188.

99. Eisfeld W. Highly accurate determination of the electron affinity of SF6 and analysis of structure and photodetachment spectrum of SF6 / W. Eisfeld //Journal of Chemical Physics. - 2011. - Vol. 134, № 5. - P. 054303.

100. Miller B. R. Mean amplitudes of vibration of SF6 and intramolecular multiple scattering / B. R. Miller, M. Fink // Journal of Chemical Physics. - 1981. -Vol. 75, № 11. - P. 5326.

101. Bartlett R. J. Coupled -cluster theory in quantum chemistry / R. J. Bartlett, M. Musia // Reviews of Modern Physics. - 2007. - Vol. 79, № 291. - P. 291.

102. Cremer D. M0ller-Plesset perturbation theory: from small molecule methods to methods for thousands of atoms / D. Cremer // Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science. - 2011. - Vol. 1, № 4. - P. 509-530.

103. Hartree D. R. Self-consistent field, with exchange, for beryllium / D. R. Hartree, W. Hartree // Proceedings of the royal society A. - 1935. - Vol. 150, № 869. - P. 9-33.

104. Fock V. Näherungsmethode zur Lösung des quantenmechanischen Mehrkörperproblems / V. Fock // Zeitschrift für Physik. - 1930. - Vol. 61, № 2. -P. 126 - 148.

105. Molpro Quantum Chemistry Software [Электронный ресурс] // Molpro. -Электрон. дан. - [Б. м.], 1980. - URL: https://www.molpro.net/ (дата обращения: 02.05.2023).

106. Werner H. J. A general -purpose quantum chemistry program package /

H. J. Werner, P. J. Knowles , G. Knizia , F. R. Manby , M. Schutz // Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science. - 2012. - Vol. 2, № 2. -P. 242-253.

107. Werner H.-J. The Molpro quantum chemistry package / H.-J. Werner, P. J. Knowles, F. R. Manby, J. A. Black, K. Doll, A. Heßelmann, D. Kats, A. Köhn, T. Korona, D. A. Kreplin, Q. Ma, T. F. Miller, A. Mitrushchenkov, K. A. Peterson,

I. Polyak, G. Rauhut, M. Sibaev // Journal of Chemical Physics. - 2020. - Vol. 152. -P.144107

108. Zhilinskii B. I. The method of Irreducible Tensorial Operators in the Theory of Molecular Spectra / B. I. Zhilinskii, V. I. Perevalov, Vl. G. Tyuterev - Novosibirsk: Nauka, 1987. - 233 P.

109. Halonen L. A local mode model for tetrahedral molecules / L. A. Halonen, M. S. Child // Molecular Physics. - 1982. - Vol. 46, № 2. - P. 239 -255.

110. Schatz P. N. Bond Moments and Derivatives in CF4, SiF4 and SF6 from Infrared Intensities / P. N. Schatz, D. F. Hornig // Journal of Chemical Physics. - 1953. - Vol. 21, № 9. - P. 1516.

111. Fernandez-Gomez M. Calculation of internal valence force constants for XY6 (Oh) Octahedral molecules / M. Fernandez-Gomez, J. J. Lopez-Gonzalez // Journal of Molecular Structure. - 1990. - Vol. 220. - P. 287 - 300.

112. Pistorius T. C. W. F. Potential Field and Force Constants of Octahedral Molecules / T. C. W. F. Pistorius // Journal of Chemical Physics. - 1958. - Vol. 29, № 6. - P. 1328-1332.

113. Nikitin A. V. Full-Dimensional Potential Energy and Dipole Moment Surfaces of GeH4 Molecule and Accurate First-Principle Rotationally Resolved Intensity Predictions in the Infrared / A. V. Nikitin, M. Rey, A. Rodina, B. M Krishna, Vl. G. Tyuterev // Indian Journal of Chemistry-Section A. - 2016 - Vol. 120, № 45. -P. 8983-8997.

114. Nikitin A. V. Rotational and vibrational energy levels of methane calculated from a new potential energy surface / A. V Nikitin, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // Chemical Physics Letters. - 2011. - Vol. 501, № 6. - P. 179-186.

115. Nikitin A. V. An efficient method for energy levels calculation using full symmetry and exact kinetic energy operator: tetrahedral molecules / D. E. Woon, A. V. Nikitin, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // Journal of Chemical Physics. - 2015. -Vol. 142, № 6. - P. 094118.

116. Woon D. E. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. III. The atoms aluminum through argon / D. E. Woon, T. H. Dunning // Journal of Chemical Physics. - 1993. - Vol. 98, № 2. - P. 1358.

117. Dunning J. T. H. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculationS. I. The atoms boron through neon and hydrogen / J. T. H. Dunning // Journal of Chemical Physics. - 1989. - Vol. 90, № 2. - P. 1007-1023.

118. Wilson A. K. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculationS. IX. The atoms gallium through krypton / A. K. Wilson, D. E. Woon, K. A. Peterson, T. H. Dunning // Journal of Chemical Physics. - 1999. - Vol. 110, № 16. - P. 7667.

119. DeYonker N. J. Systematically Convergent Correlation Consistent Basis Sets for Molecular Core-Valence Correlation Effects: The Third-Row Atoms Gallium through Krypton / N. J. DeYonker, K. A. Peterson, A. K. Wilson // Journal of Physical Chemistry A. - 2007. - Vol. 111, № 44. - P. 11383-11393.

120. Jong W. A. D. Douglas-Kroll energy and gradients in NWChem: Estimating scalar relativistic effects using Douglas-Kroll contracted basis sets / W. A. D. Jong, R. J. Harrison, D. A. P. Dixon // Journal of Chemical Physics. - 2001. -Vol. 114, № 48. - P. 48.

121. McDowell R. S. Vibrational levels and anharmonicity in SF6— I. Vibrational band analysis / R. S. McDowell, B. J. Krohn, H. Ficker, M. C. Vasquez // Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy. - 1986. - Vol. 42, № 3. -P. 351-369.

122. Faye M. High-resolution spectroscopy of difference and combination bands of SF6 to elucidate the v3+v1-v1 and v3+v2-v2 hot band structures in the v3 region / M. Faye, A. Le Ven, V. Boudona, L. Manceronb, P. Asselinb, P. Soulardb, F. Kwabia Tchana, P. Roy // Molecular Physics. - 2014. - Vol. 112, № 18. - P. 2504-2514.

123. Faye M. Observation and analysis of the SF6 v2+v4-v5 band: Improved parameters for the v5=1 state / M. Faye, V. Boudon, M. Loete, P. Roy, L. Manceron // Journal of Molecular Spectroscopy. - 2016. - Vol. 325. - P. 35-41.

124. Faye M. The high overtone and combination levels of SF6 revisited at Doppler-limited resolution: a global effective rovibrational model for highly excited vibrational states / M. Faye, V. Boudon, M. Loete, P. Roy, L. Manceron // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol. 190. - P. 38-47.

125. Faye M First analysis of the v3+v5 combination band of SF6 observed at Doppler-limited resolution and effective model for the v3+v5-v5 hot band / M. Faye,

L. Manceron, P. Roy, V. Boudon, M. Loete // Journal of Molecular Spectroscopy. -2018. - Vol. 348. - P. 37-42.

126. Chizhmakova I. S. Potential Energy Surface of SF6 / I. S. Chizhmakova, A. V. Nikitin // Atmospheric and Oceanic Optics. - 2019. - Vol. 32, № 6. - P. 613-618.

127. Nikitin A. V. First Full -Dimensional Potential Energy and Dipole Moment Surfaces of SF6 / A. V. Nikitin, M. Rey, I. S. Chizhmakova, Vl. G. Tyuterev // Journal of Physical Chemistry A. - 2020. - Vol. 124, №. 35. - P. 7014-7023.

128. Rey M. Towards a complete elucidation of the ro-vibrational band structure in the SF6 infrared spectrum from full quantum-mechanical calculations / M. Rey, I. S. Chizhmakova, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2021. - Vol. 23, № 21. - P. 12115-12126.

129. Bermejo D. High resolution Raman spectroscopy from vibrationally

19 1 ^

excited states populated by a stimulated Raman process: 2V2-V2 of C2H2 and C2H2 /

D. Bermejo, P. Cancio, G. D. Lonardo, L. Fusina// Journal of Chemical Physics. - 1998.

- Vol. 108, № 17. - P. 7224-7228.

130. Lonardo G. D. High resolution infrared and raman spectroscopy of v2 and associated combination and hot bands of 13c12cd2 / G. D. Lonardo, L. Fusina, A. Baldan, R. Z. Martinez, D. Bermejo // Molecular Physics. - 2011. - Vol. 109, № 21.

- P. 2533-2542.

131. Thibault F. Linewidths of C2H2 perturbed by H2: experiments and calculations from an ab initio potential / F. Thibault, B. Corretja, A. Viel, D. Bermejo, R. Z. Martinez, B. Bussery-Honvault // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2008.

- Vol. 15, № 19. - P. 5419-5428.

1 ^

132. Starikova E. The CH4 absorption spectrum at 80 K: Assignment and modeling of the lower part of the Tetradecad in the 4970-5470 cm-1 spectral range /

E. Starikova, K. Sung, A. V. Nikitin, M. Rey, A. Mantz, M. A. H Smith // Journal of

Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2018. - Vol. 206. - P. 306-312.

1 ^

133. Starikova E. Assignment and modeling of the CH4 cold absorption spectrum in the 5471-5852 cm-1 spectral range / E. Starikova, K. Sung, A. V. Nikitin,

M. Rey // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2019. -Vol. 235. - P. 278 -286.

19 1 ^

134. Champion J. P. The vibrational ground state of 12CH4 and 13CH4 / J. P. Champion, J. C. Hilico, L. R. Brown // Journal of Molecular Spectroscopy. - 1989. - Vol. 133, №. 2. - P. 244-255.

135. Oldani M. Microwave Fourier Transform Spectroscopy of Rovibrational

19 1 ^

Transitions in the v2/v4 of Methane - C and - C / M. Oldani, A. Bauder, J. C. Hilico,

M. Loete, J. P. Champion // Europhysics Letters. - 1987. - Vol. 4, № 1. - P. 29-33.

1 ^

136. Widmer R. Tensorial centrifugal distortion constants of CH4 / R. Widmer, M. Oldani, A. Bauder// Journal of Molecular Structure. - 1986. - Vol. 116. - P. 259 -261.

1 ^

137. Jouvard J. M. Preliminary analysis of the pentad of CH4 from raman and infrared spectra / J. M. Jouvard, B. Lavorel, J. P. Champion, L. R. Brown// Journal of Molecular Structure. - 1991. - Vol. 150, № 1. - P. 201-217.

1 ^

138. Niederer H. M. Global Analysis of the Infrared Spectrum of CH4: Lines in the Region 0 to 3200 cm-1 / H. M. Niederer, S. Albert, S. Bauerecker, V. Boudon, J. P. Champion, M. Quack// CHIMIA International Journal for Chemistry. - 2008. -Vol. 62, № 4. - P. 273-276.

139. Niederer J. M. G. The Infrared Spectrum of Methane / J. M. G. Niederer -ETH Zurich, 2011. - 535 p.

1 ^

140. Niederer J. M. G. Analysis of the rovibrational spectrum of CH4 in the Octad range. / J. M. G. Niederer, X. G. Wang, T. Carrington, S. Albert, S. Bauerecker,

V. Boudond, M. Quack// Journal of Molecular Structure. - 2013. - Vol. 291. - P. 3347.

1 ^

141. Brown L. R. Measurements and modeling of cold CH4 spectra in the 3750 -4700 cm-1 region / L. R. Brown, A. V. Nikitin, K. Sung , M. Rey, S. A. Tashkun,

VI. G. Tyuterev, T. J. Crawford, M. A. H. Smith , A. W. Mantz // Journal of

Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2016. - Vol. 174. - P. 88-100.

1 ^

142. Campargue A. The absorption spectrum of 13CH4 in the 1.58 ^m transparency window (6147-6653 cm-1) / A. Campargue, E. V. Karlovets, E. Starikova,

A. Sidorenko, D. Mondelain // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2020. - Vol. 244. - P. 106842.

19 1 ^

143. Rey M. New accurate theoretical line lists of CH4 and CH4 in the 013400 cm-1 range: Application to the modeling of methane absorption in Titan's atmosphere / M. Rey, A. V. Nikitin, Vl. G. Tyuterev, B. Bezard, P. Rannou, A. Coustenis// Icarus. - 2018. - Vol. 303. - P. 114-130.

19

144. Nikitin A. V. Measurements and modeling of long-path CH4 spectra in the 5300-5550 cm-1 region / A. V. Nikitin, X. Thomas, L. Daumont, M. Rey, K. Sung, G. C. Toon, M. A. H. Smith, A. W. Mantz , S. A. Tashkun, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol. 202. - P. 255-264.

19

145. Nikitin A. V. Analysis of the absorption spectrum of CH4 in the region 5855-6250 cm-1 of the 2v3 band / A. V. Nikitin, I. S. Chizhmakova, M. Rey, S. A. Tashkun, S. Kassi, D. Mondelain, A. Campargue, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol. 203. - P. 341-348.

146. Ghysels M. The methane absorption spectrum near 1.73 ^m (5695-5850 cm-1): Empirical line lists at 80 K and 296 K and rovibrational assignments / M. Ghysels, D. Mondelain, S. Kassi, A. V. Nikitin, M. Rey, A. Campargue// Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2018. - Vol. 213. - P. 169-177.

147. Tyuterev Vl. G. Accurate spectroscopic models for methane polyads derived from a potential energy surface using high-order contact transformations / VL. G. Tyuterev, S. A. Tashkun, M. Rey, R. V. Kochanov, A. V. Nikitin, T. Delahaye// The Journal of Physical Chemistry. - 2013. - Vol. 117, № 50. - P. 13779-13805.

148. Butterworth T. D. Quantifying methane vibrational and rotational temperature with Raman scattering / T. D. Butterworth, B. Amyay, D. V. D. Bekerom, A. V. D. Steeg, T. Minea, N. Gatti, Q. Ong, C. Richard, C. V. Kruijsdijk, J. T. Smits// Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2019. - Vol. 236 -P. 106562.

149. Chizhmakova I. S. Measurement and modelling of the 2v1-v1 and v1 band

1 ^

transitions of CH4 from high resolution Raman spectroscopy / I. S. Chizhmakova, A. V. Nikitin, R. Z. Martinez, D. Paredes-Roibas, D. Bermejo, E. Starikova,

VL. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. -2021. - Vol. 270. - P. 107682.

150. Serdyukov V. I. Low -Temperature Cell for Studying Absorption Spectra of Greenhouse Gases / V. I. Serdyukov, L. N. Sinitsa, A. A. Lugovskoi, N. M. Emelyanov // Atmospheric and Oceanic Optics. - 2019. - Vol. 32, № 2. - P. 220 - 226.

151. TFMeCaSDa. CF4 Calculated spectroscopic database [Электронный ресурс] // TFMeCaSDa. - Электрон. дан. - [Б. м.], 2014. - URL: https://vamdc.org/type_database/tfmecasda/ (дата обращения: 02.05.2023).

152. Carlos M. High-resolution spectroscopy and global analysis of CF4 rovibrational bands to model its atmospheric absorption / M. Carlos, O. Gruson, C. Richard, V. Boudon, M. Rotger, X. Thomas, C. Maul, C. Sydow, A. Domanskaya, R. Georges, P. Soulard, O. Pirali, M. Goubet, P. Asselin, T. R. Huet // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2017. - Vol. 201. - P. 75 - 93.

153. Chizhmakova I. S. Observation and analysis of v1+v3 and v1+2v4 bands of CF4 molecule / I. S. Chizhmakova, A. V. Nikitin, L. N. Sinitsa, V. I. Serdyukov, A. A. Lugovskoi, M. Rey, Vl. G. Tyuterev // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2023. - Vol. 306. - P. 108616.

114

Приложение А (обязательное) Центры колебательных полос и изотопические сдвиги

33 34

для двух изотопологов ББб и ББб

1 32

Таблица А.1 - Центры колебательных полос (см-) 8Бб, вычисленные на основе

вариационных расчетов, с использованием уточненной ППЭ и рассчитанные

33 1 32

центры полос для 8Бб, а также изотопные сдвиги А (см-) по отношению к 8Бб

Полоса (симметрия) Вариационное значение 32SF6, cm-1 Вариационное значение 33SF6, cm-1 A(32^33), cm-1

vi (Aig) 774,5454 347,7504 -0,0l37

V2 (Eg) 643,3734 523,4705 -0,0215

V3 (Flu) 948,l024 6l3,6757 1,3062

V4 (Flu) 6l4,982l 643,3908 -0,0171

v5 (F2g) 523,4494 774,572l -0,0268

V6 (F2u) 347,7366 939,0272 9,0753

V2+V6 (F2u) 989,l653 989,2029 -0,0839

V2+V6 (Flu) 99l,307l 99l,264l 0,0099

V2+V4 (Flu) l257,0l90 l255,7262 1,3587

V1+V4 (Flu) l388,3l92 l387,0563 1,3257

V2+V3 (Flu) l587,9089 l578,9063 8,8110

V2+V3 (F2u) l59l,0909 l582,l352 9,0571

Vl+V3 (Flu) l7l9,8226 l7l0,8l06 8,9284

2V3 (Alg) l889,3553 l87l,3404 17,7096

2V3 (Eg) l892,0052 l873,9l20 17,6880

2V3 (F2g) l896,5375 l878,4443 18,0857

Vl+V2+V4 (Flu) 2027,9459 2026,7878 1,3671

2Vl+V4 (Flu) 2l59,9263 2l58,3789 1,6468

2Vl+V3 (Flu) 2489,8765 2480,5044 8,9638

1 32

Таблица А.2 - Центры колебательных полос (см-) ББб, вычисленные на основе

вариационных расчетов, с использованием уточненной ППЭ и рассчитанные

34 1 32

центры полос для ББб, а также изотопные сдвиги А (см-) по отношению к ББб

Полоса (симметрия) Вариационное значение 328Бб, см-1 Вариационное значение 34ои -1 |Ъг6, см Д(32^34), см-1

vi (Aig) 774,5454 347,7635 -0,0269

V2 (Eg) 643,3734 523,4906 -0,04l2

V3 (Flu) 948,1024 612,3611 2,62l0

V4 (Flu) 614,9821 643,4073 -0,0339

v5 (F2g) 523,4494 774,5968 -0,05l4

V6 (F2u) 347,7366 930,4646 l7,6378

V2+V6 (F2u) 989,1653 989,2324 -0,067l

V2+V6 (Flu) 991,3071 991,2401 0,0670

V2+V4 (Flu) 1257,0190 1254,4199 2,599l

V1+V4 (Flu) 1388,3192 1385,7712 2,5480

V2+V3 (Flu) 1587,9089 1570,3867 l7,5222

V2+V3 (F2u) 1591,0909 1573,6517 l7,4392

Vl+V3 (Flu) 1719,8226 1702,2811 l7,54l5

2V3 (Alg) 1889,3553 1854,3259 35,0294

2V3 (Eg) 1892,0052 1856,8083 35,l969

2V3 (F2g) 1896,5375 1861,3746 35,l629

Vl+V2+V4 (Flu) 2027,9459 2025,5056 2,4403

2Vl+V4 (Flu) 2159,9263 2158,2626 l,6637

2Vl+V3 (Flu) 2489,8765 2473,5020 l6,3745

«Аномальные» отрицательные сдвиги частоты возможны, когда некоторые частоты гармоник остаются неизменными при изотопных замещениях. Таким образом, для SF6 аномальные сдвиги ожидаются для v5 и Как указано в работе [121]: «изменение констант ангармонизма смешанных мод может понизить энергию основного состояния больше, чем энергию возбужденного состояния, что приведет к увеличению V».

Приложение Б

(обязательное)

13

Идентификация списка СН4

Таблица Б.1 - Идентификацией полосы V при 296 К

Ключа Положение, см-1 Интенсивность, отн. ед. Вращательная часть Нижняя энергия, см-1 Вес, см

Нижнее состояние Верхнее состояние

+С 2914,7071 7,20Е-02 0 11 Б2 1 211 Б2 35 689,740 0,002

+С 2914,7076 2,60Е-02 0 12 Е 1 2 12 Е 26 814,687 0,002

+С 2914,7218 4,00Е-02 0 12 1 212 38 814,686 0,002

+С 2914,7282 6,20Е-02 0 11 1 2 11 36 689,737 0,002

+С 2914,7489 6,50Е-02 0 12 А1 1 2 12 А1 14 814,684 0,001

+С 2914,8636 2,00Е-01 0 10 А2 1 210 А2 11 575,082 0,001

+С 2914,8733 1,10Е-01 0 10 Б2 1 2 10 Б2 33 575,079 0,002

+С 2914,8790 8,50Е-02 0 10 Е 1 2 10 Е 22 575,078 0,002

+С 2915,0487 1,70Е-01 0 9 Б2 1 2 9 Б2 29 470,742 0,002

+С 2915,0500 1,70Е-01 0 9 1 2 9 30 470,738 0,002

+ 2915,1931 4,30Е-01 0 8 А1 1 2 8 А1 10 376,748 0,002

+С 2915,1998 2,80Е-01 0 8 1 2 8 26 376,751 0,002

+С 2915,2038 2,00Е-01 0 8 Е 1 2 8 Е 18 376,753 0,002

+С 2915,3066 3,10Е-01 0 7 1 2 7 24 293,136 0,001

+С 2915,3203 2,90Е-01 0 7 Б2 1 2 7 Б2 23 293,140 0,001

+С 2915,3817 2,80Е-01 0 6 Е 1 2 6 Е 14 219,923 0,002

+ 2915,3815 4,20Е-01 0 6 Б2 1 2 6 Б2 21 219,925 0,002

+С 2915,4108 6,90Е-01 0 6 А2 1 2 6 А2 7 219,930 0,001

+С 2915,4243 4,80Е-01 0 5 1 2 5 18 157,131 0,001

я 2915,4375 1,90Е-01 0 0 А1 1 2 0 А1 2 0,000 0,002

я 2915,4410 9,40Е-01 0 4 А1 1 2 4 А1 6 104,777 0,002

я 2915,4476 2,90Е-01 0 2 Е 1 2 2 Е 6 31,443 0,002

я 2915,4492 5,30Е-01 0 2 Б2 1 2 2 Б2 9 31,443 0,002

я 2915,4512 6,00Е-01 0 3 1 2 3 12 62,878 0,002

я 2915,4521 5,10Е-01 0 4 1 2 4 14 104,779 0,002

+С 2915,4583 5,50Е-01 0 3 Б2 1 2 3 Б2 11 62,879 0,001

+С 2915,4599 3,70Е-01 0 4 Е 1 2 4 Е 10 104,780 0,001

+С 2915,4672 1,00Е+00 0 3 А2 1 2 3 А2 5 62,881 0,001

+С 2915,4851 6,60Е-01 0 4 Б2 1 2 4 Б2 15 104,784 0,001

+С 2915,4882 6,20Е-01 0 7 А2 1 2 7 А2 9 293,167 0,002

+ 2915,4913 2,80Е-01 0 8 Б2 1 2 8 Б2 27 376,803 0,001

+ 2915,4957 1,90Е-01 0 9 2 2 9 31 470,827 0,001

+С 2915,5007 4,10Е-01 0 5 Е 1 2 5 Е 12 157,144 0,001

+С 2915,5106 5,90Е-01 0 5 2 2 5 19 157,146 0,001

Окончание таблицы Б.1

+с 2915,5137 4,90Е-01 0 6 Б2 2 2 6 Б2 22 219,946 0,002

+с 2915,5284 4,20Е-01 0 7 Б2 2 2 7 Б2 24 293,178 0,002

+ 2915,5291 3,50Е-01 0 9 А1 1 2 9 А1 10 470,852 0,002

+ 2915,5370 4,90Е-01 0 6 И 1 2 6 И 20 219,951 0,001

я 2915,5526 3,40Е-01 0 7 Е 1 2 7 Е 16 293,183 0,002

+с 2915,5584 9,40Е-01 0 6 А1 1 2 6 А1 8 219,955 0,001

+с 2915,5985 3,60Е-01 0 7 И 2 2 7 И 25 293,192 0,001

+с 2915,6111 3,70Е-02 0 12 Б2 1 212 Б2 39 814,905 0,001

+с 2915,6302 1,80Е-01 0 8 Е 2 2 8 Е 19 376,838 0,001

+с 2915,6502 2,60Е-01 0 8 Б2 2 2 8 Б2 28 376,843 0,001

+с 2915,6625 1,90Е-01 0 9 И 3 2 9 И 32 470,877 0,002

+с 2915,6641 7,00Е-02 0 12 А2 1 2 12 А2 13 815,127 0,002

+с 2915,6830 2,00Е-01 0 10 А1 1 2 10 А1 12 575,249 0,001

+с 2915,6985 1,70Е-01 0 9 Б2 2 2 9 Б2 30 470,887 0,001

+с 2915,7051 3,40Е-02 0 10 2 2 10 И 33 575,286 0,002

+с 2915,7269 3,00Е-01 0 9 А2 1 2 9 А2 11 470,894 0,001

+с 2915,7306 7,40Е-02 0 10 Е 2 2 10 Е 23 575,298 0,002

+с 2915,7398 5,40Е-02 0 11 Б2 3 211 Б2 37 690,050 0,002

+с 2915,7841 8,50Е-02 0 10 Б2 3 210 Б2 35 575,312 0,002

+с 2915,7906 5,30Е-02 0 11 2 2 11 И 37 689,989 0,002

я 2915,8431 2,80Е-02 0 11 Е 2 2 11 Е 25 690,072 0,002

я 2915,8516 4,20Е-02 0 11 3 2 11 И 38 690,081 0,002

я 2915,9089 1,10Е-02 0 12 Б2 2 2 12 Б2 40 815,046 0,002

я 2915,9577 2,10Е-02 0 12 3 212 И 40 815,170 0,001

я 2915,9717 4,90Е-02 0 12 А1 2 2 12 А1 15 815,182 0,001

я 2915,9788 1,10Е-02 0 12 Е 2 2 12 Е 27 815,031 0,002

а Параметр ключа: «+» назначенная строка из [137], «+С» назначенная строка из [137] с измененной позицией, «Л» новая строка.

Таблица Б.2 - Идентификацией полосы VI при 296 К

Ключа Положение, см-1 Интенсивность, отн. ед. Вращательная часть Нижняя энергия, см-1 Вес, см

Нижнее состояние Верхнее состояние

+ 2873,3204 2,10Е-18 2 4 14 4 4 95 3020,23 0,003

+ 2875,8356 3,40Е-18 2 8 27 4 8 187 3072,56 0,003

+ 2875,8951 2,60Е-17 2 8 А1 10 4 8 А1 67 3292,3 0,001

+ 2875,9336 1,40Е-17 2 8 26 4 8 186 3292,37 0,001

+ 2875,3442 2,20Е-18 2 5 18 4 5 И 124 3291,94 0,003

+ 2875,4502 3, 10Е-18 2 8 Б2 27 4 8 Б2 190 3291,95 0,003

+ 2876,0002 1, 10Е-17 2 8 Е 18 4 8 Е 127 3291,96 0,003

+ 2876,0773 1,20Е-17 2 9 Б2 29 4 9 Б2 209 3385,79 0,003

+ 2876,2766 1, 10Е-17 2 9 30 4 9 215 3291,95 0,003

+ 2876,3602 4,40Е-18 210 Б2 35 4 10 Б2 235 3385,79 0,003

Продолжение таблицы Б.2

+ 2876,3936 1,70Е-17 2 7 24 4 7 169 2978,33 0,001

+ 2876,6367 1,70Е-17 2 7 Б2 23 4 7 Б2 165 3491,1 0,001

+ 2876,2548 1,60Е-18 2 8 26 4 8 187 3208,45 0,003

+ 2876,3027 1,30Е-18 2 3 12 43 78 3208,46 0,003

+ 2876,9866 2,20Е-18 2 11 38 411 257 3605,94 0,003

+ 2877,0120 1,50Е-17 2 7 А2 9 4 7 А2 58 3208,66 0,003

+ 2877,4069 5,80Е-18 2 10 А2 11 410 А2 77 3489,95 0,003

+ 2877,4518 1,00Е-17 2 6 Е 14 4 6 Е 98 3135,31 0,002

+ 2877,4600 1,10Е-17 2 7 Б2 24 4 7 Б2 166 3208,71 0,003

+ 2877,6523 8,40Е-18 2 7 Е 16 4 7 Е 110 3208,74 0,003

+ 2877,6680 1,50Е-17 2 6 Б2 21 4 6 Б2 146 3135,32 0,001

+ 2877,9722 1,30Е-17 2 8 Е 19 4 8 Е 128 3292,47 0,003

+ 2878,0232 2,00Е-17 2 8 Б2 28 4 8 Б2 191 3292,49 0,001

+ 2878,1726 1,70Е-17 2 9 32 4 9 216 3386,54 0,001

+ 2878,2028 2,70Е-17 2 6 А2 7 4 6 А2 47 3135,34 0,001

+ 2878,2909 2,00Е-17 2 7 25 4 7 170 3208,79 0,001

+ 2878,4211 3,30Е-17 2 9 А1 10 4 9 А1 69 3386,38 0,002

+ 2878,4314 3,20Е-17 2 9 А2 11 4 9 А2 72 3386,62 0,002

+ 2878,5030 9,50Е-18 210 33 4 10 231 3490,99 0,003

+ 2878,5492 1,70Е-17 2 8 27 4 8 188 3292,37 0,002

+ 2878,5896 1,60Е-17 2 8 Б2 27 4 8 Б2 192 3292,3 0,002

+ 2878,8058 1,50Е-17 2 6 Б2 22 4 6 Б2 147 3135,46 0,001

+ 2878,9378 1,10Е-17 2 9 Е 20 4 9 Е 141 3386,3 0,002

+ 2879,0141 1,70Е-17 2 6 20 4 6 141 3135,49 0,001

+ 2879,1888 3,20Е-17 2 6 А1 8 4 6 А1 51 3135,51 0,001

+ 2879,2439 1,00Е-17 2 5 18 4 5 125 3072,56 0,002

+ 2879,2708 1,80Е-17 2 7 А2 9 4 7 А2 59 3208,66 0,001

+ 2879,4134 9,50Е-18 2 7 Б2 24 4 7 Б2 167 3208,71 0,001

+ 2879,4352 1,10Е-17 210 Б2 35 4 10 Б2 237 3491,1 0,003

+ 2879,4861 5,60Е-18 2 7 Е 16 4 7 Е 111 3208,74 0,003

+ 2879,5737 9,60Е-18 2 11 38 411 259 3605,94 0,003

+ 2879,9977 1,20Е-17 2 5 Б2 17 4 5 Б2 120 3072,58 0,002

+ 2880,0433 1,50Е-17 2 4 А1 6 4 4 А1 37 3020,22 0,002

+ 2880,6093 1,20Е-17 210 Б2 34 4 10 Б2 238 3490,68 0,003

+ 2880,7748 9,70Е-18 2 5 Е 12 4 5 Е 80 3072,65 0,003

+ 2880,8146 3,80Е-18 2 6 Б2 22 4 6 Б2 148 3135,46 0,003

+ 2880,8277 1,50Е-17 2 5 19 4 5 126 3072,66 0,001

+ 2882,5806 1,60Е-17 2 10 А1 12 4 10 А1 82 3490,94 0,003

+ 2882,6106 5,90Е-18 2 4 14 4 4 97 3020,23 0,001

+ 2882,7456 6,00Е-18 210 33 410 234 3490,99 0,002

+ 2882,8483 2,20Е-18 2 3 Б2 11 4 3 Б2 75 2978,34 0,003

+ 2882,9790 5,20Е-18 2 4 Е 10 4 4 Е 68 3020,24 0,003

+ 2883,2730 5,10Е-18 2 3 12 4 3 80 2978,33 0,002

Окончание таблицы Б.2