Особенности колебательных спектров молекул аденина в матрицах Kr, Ar, Ne

Abstract

В диапазоне частот 3800–450 см⁻¹ c разрешением 0,25 см⁻¹ получены ИК фурьеспектры молекул аденина, изолированных в низкотемпературных матрицах Kr, Ar, Ne. Квантово-механическими методами MP2 и DFT/B3LYP проведены расчеты заселенности основных структурных изомеров аденина при различных температурах испарения. Установлено, что при температуре испарения 450 К заселенность минорных изомеров аденина не превышает порог обнаружения 0,2%. Влияние матриц приводит к расщеплению большинства полос поглощения основного изомера A_9H. В спектральном диапазоне 1700–450 см⁻¹ обнаружено расщепление ряда полос деформационных колебаний, обусловленное резонансом Ферми. С помощью расчетов методом DFT/B3LYP и полиномиальной коррекции частот колебательных спектров установлены спектральные диапазоны, наиболее пригодные для поиска самых интенсивных колебаний редких изомеров: 3440–3310 см⁻¹, 1710–1680 см⁻¹ и 1580–1540 см⁻¹. Обнаружено, что для внеплоскостного колебания γN9H реализуется тройной резонанс Ферми с участием либрационных мод.

У діапазоні частот 3800–450 см⁻¹ з розділенням 0,25 см⁻¹ отримані ІЧ фур’є-спектри молекул аденіну, ізольованих у низькотемпературних матрицях Kr, Ar, Ne. Квантовомеханічними методами MP2 та DFT/B3LYP проведені розрахунки заселеності основних структурних ізомерів аденіну при різних температурах випаровування. Встановлено, що при температурі випаровування 450 К заселеність мінорних ізомерів не перевищує поріг виявлення 0,2%. Вплив матриць приводить до розщеплення більшості смуг поглинання основного ізомеру A_9H. У спектральному діапазоні 1700–450 см⁻¹ виявлено розщеплення низки смуг деформаційних коливань, обумовлене резонансом Фермі. За допомогою розрахунків методом DFT/B3LYP та поліноміальної корекції частот коливальних спектрів встановлені спектральні діапазони, найбільш придатні до пошуку найінтенсивніших коливань рідких ізомерів: 3440–3310 см⁻¹, 1710–1680 см⁻¹ та 1580–1540 см⁻¹. Виявлено, що для позаплощинних коливань γN9H реалізується потрійний резонанс Фермі за участю лібраційних мод.

The FTIR spectra of adenine molecules isolated the in low-temperature matrices of Kr, Ar, Ne were ob-tained in the range of 3800–450 cm⁻¹ with the resolu-tion of 0.25 cm⁻¹. The population of the main struc-tural isomers of adenine at different evaporation temperatures were estimated by means of the quan-tum-mechanical calculations at the MP2 and DFT/B3LYP levels. It is established that the population of the minor isomers of adenine does not exceed the detection threshold of 0.2% at the evaporation temperature of 450 K. The influence of the matrix leads to the splitting for the majority of the absorption bands of the main isomer A_9H. In the spectral range of 1700–450 cm⁻¹ the splitting of a number of deformation vibrations bands is caused by the Fermi resonance. By using DFT/B3LYP calculations and polynomial correction of frequencies of the vibrational spectra it is found that there are spectral regions most suitable to search of the most intense vibrations of the rare isomers there are at 3440–3310 cm⁻¹, 1710–1680 cm⁻¹, and 1580–1540 cm⁻¹. It is established that a triple Fermi resonance is realized for out-of-plane vibrations γN9H.