Коливальні частоти дихлордифторметану з використанням алгебраїчного підходу Лі
Анотація
У цьому дослідженні представлено симетрійно-адаптований підхід Лі, високоефективний інструмент для розрахунку коливальних частот у дихлордифторметані (CCl₂F₂). Завдяки своїй точковій груповій симетрії C2v, молекула, що розглядається, особливо підходить для цього підходу. Формулюючи структури зв'язків вуглець-водень (C-H) та вуглець-хлор (C-Cl) в унітарних алгебрах Лі, визначення коливальних квантових станів молекули стає надзвичайно простим. Гамільтоніан, включаючи інваріантні оператори Казимира та Майорани та підібрані параметри, точно відтворює бажані коливальні моди, використовуючи фундаментальні та вищі обертонні частоти. Цей підхід, який порівнює сучасні та класичні моделі, підкреслює алгебраїчні методи Лі як ефективні інструменти для моделювання ангармонічних взаємодій та динаміки переходів на молекулярному рівні. Окрім своєї теоретичної значущості, побудована модель забезпечує глибоке розуміння коливальних аспектів молекул, знання, що є критично важливим для практичних застосувань, таких як інтерпретація спектроскопічних даних, проектування матеріалів з бажаними коливальними характеристиками або вивчення молекул у складних середовищах. Ці практичні застосування підвищують універсальність методології та дозволили її успішно застосувати до молекулярної спектроскопії, хімічної кінетики та проектування енергоефективних матеріалів та сенсорів, серед інших галузей. Це дослідження надає експериментаторам впевненість у алгебраїчному підході Лі та прокладає шлях для подальших експериментів з поліатомними молекулами. Роблячи значний внесок у зменшення допустимої похибки в обчислювальній молекулярній фізиці, ця методологія відкриває захопливі можливості для майбутніх досліджень та розробок.
Завантаження
Посилання
J. Zhang, Y. Jing, M. Wan, J. Xue, J. Liu, J. Li, and Y. Du, “Investigation into polymorphism within ethenzamide-ethylmalonic acid cocrystal using Raman and terahertz vibrational spectroscopy,” Spectrochim. Acta Part A: Mol. Biomol. Spectrosc. 305, 123478 (2024). https://doi.org/10.1016/j.saa.2023.123478
P. Vennila, J. S. Al-Otaibi, G. Venkatesh, Y.S. Mary, V. Raj, N. Acharjee, and P. Tamilselvi, “Structural, spectral, molecular docking, and molecular dynamics simulations of phenylthiophene-2-carboxylate compounds as potential anticancer agents,” Polycycl. Aromat. Compd. 44(1), 238–260 (2023). https://doi.org/10.1080/10406638.2023.2172052
N. Elangovan, S. Sowrirajan, N. Arumugam, A.I. Almansour, M. Altaf, V. Viswanathan, and S.M. Mahalingam, “Computational investigation of molecular structure, spectral analysis, PES study, and molecular docking studies of 4-(butan-2-ylideneamino) benzenesulfonamide,” J. Mol. Struct. 1298(2), 137054 (2024). https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2023.137054
M. Benaissa, A. Boukaoud, D. Sebbar, Y. Chiba, and A. Krid, “Periodic and non-periodic DFT studies of an organic semiconductor material: Structural, electronic, optical, and vibrational properties of ninhydrin,” Spectrochim. Acta Part A: Mol. Biomol. Spectrosc. 307, 123636 (2024). https://doi.org/10.1016/j.saa.2023.123636
M. Fusè, G. Mazzeo, G. Longhi, S. Abbate, Q. Yang, and J. Bloino, “Scaling-up VPT2: A feasible route to include anharmonic correction on large molecules,” Spectrochim. Acta Part A: Mol. Biomol. Spectrosc. 311, 123969 (2024). https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.123969
M.M. Ayoob, and F.E. Hawaiz, “Synthesis, crystal structure, DFT calculation and Hirshfeld surface analysis of N-(4-methyl phenyl)-2-(3-nitro-benzamido) benzamide,” Bull. Chem. Soc. Ethiop. 38(1), 229–239 (2024). https://doi.org/10.4314/bcse.v38i1.17
S. Ahmad, M. Kumar, Km. Garima, A. Ali, H. Arora, S. Muthu, and S. Javed, “DFT, molecular docking, molecular dynamics simulation, and Hirshfeld surface analysis of 2-phenylthioaniline,” Polycycl. Aromat. Compd. 44(9), 5876–5898 (2023). https://doi.org/10.1080/10406638.2023.2270128
Y. Dague, S.J. Koyambo-Konzapa, H. Nose, et al., “DFT investigation on the structural and vibrational behaviours of the non-protein amino acids in hybrid explicit/continuum solvent: a case of the zwitterions γ-aminobutyric and α-aminoisobutyric acids,” J. Mol. Model. 30, 17 (2024). https://doi.org/10.1007/s00894-023-05817-9
A. Zochedh, K. Chandran, A. Shunmuganarayanan, and A. B. Sultan, “Exploring the synergistic effect of tegafur-syringic acid adduct against breast cancer through DFT computation, spectroscopy, pharmacokinetics, and molecular docking simulation,” Polycycl. Aromat. Compd. 44(4), 2153–2187 (2023). https://doi.org/10.1080/10406638.2023.2214281
T. Valarmathi, R. Premkumar, E.J.J. Samuel, and A.M.F. Benial, “Spectroscopic characterization, quantum chemical, and molecular docking studies on 1-chloroanthraquinone: A novel oral squamous cell carcinoma drug,” Polycycl. Aromat. Compd. 44(3), 1816–1834 (2023). https://doi.org/10.1080/10406638.2023.2209249
Y. Syetov, “Thermal expansion and vibrational spectra of paratellurite in quasiharmonic approximation,” Ukr. J. Phys. Opt. 26(1), 01032–01039 (2025). https://doi.org/10.3116/16091833/Ukr.J.Phys.Opt.2025.01032
K. Smit, J. Matysik, P. Hildebrandt, and F. Mark, “Vibrational analysis of biliverdin dimethyl ester,” J. Phys. Chem. 97(46), 11887–11900 (1993). https://doi.org/10.1021/j100148a009
V.J. Esposito, P. Ferrari, W.J. Buma, C. Boersma, C.J. Mackie, A. Candian, R.C. Fortenberry, et al., “Anharmonicity and deuteration in the IR absorption and emission spectrum of phenylacetylene,” Mol. Phys. 122(7–8) (2023). https://doi.org/10.1080/00268976.2023.2261570
G. Pitsevich, and A. Malevich, “Symmetry properties, tunneling splittings of some vibrational energy levels and torsional IR spectra of the trans- and cis-conformers of hydroquinone molecule,” J. Mol. Spectrosc. 404, 111937 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jms.2024.111937
S. Nallagonda, and V. Jaliparthi, “Higher overtone vibrational frequencies in naphthalene using the Lie algebraic technique,” Ukr. J. Phys. Opt. 25(2), 02080–02085 (2024). https://doi.org/10.3116/16091833/Ukr.J.Phys.Opt.2024.02080
S. Teppala, and V. Jaliparthi, “Exploring cyclohexane vibrational dynamics through a Lie algebraic Hamiltonian framework,” Ukr. J. Phys. Opt. 25(3), 03093–03100 (2024). https://doi.org/10.3116/16091833/Ukr.J.Phys.Opt.2024.03093
S. Teppala, and V. Jaliparthi, “Vibrational frequencies of tetrachloroethylene using Lie algebraic framework,” Momona Ethiop. J. Sci. (MEJS), 16(2), 281–288 (2024). https://doi.org/10.4314/mejs.v16i2.6
K. Lavanya, M.P. Kumari, and J. Vijayasekhar, “Vibrational frequencies of phosphorus trichloride with the vibrational Hamiltonian,” East Eur. J. Phys. (2), 407–410 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-52
K. Lavanya, A.G. Rao, and J. Vijayasekhar, “Vibrational Hamiltonian of carbonyl sulphide and hydrogen cyanide,” East Eur. J. Phys. (1), 432–435 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-46
M.R. Balla, and V. Jaliparthi, “Vibrational Hamiltonian of methylene chloride using U(2) Lie algebra,” Mol. Phys. 119(5), (2020). https://doi.org/10.1080/00268976.2020.1828634
F. Iachello, and R.D. Levine, Algebraic theory of molecules, (Oxford University Press, Oxford, 1995).
S. Oss, “Algebraic models in molecular spectroscopy,” Adv. Chem. Phys. 93, 455-649 (1996).
K.K. Irikura, Erratum: Experimental Vibrational Zero-Point Energies: Diatomic Molecules [J. Phys. Chem. Ref. Data 36, 389-397 (2007)]. J. Phys. Chem. Ref. Data, 38(3), 749 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3167794
T. Shimanouchi, Tables of Molecular Vibrational Frequencies Consolidated Volume II, J. Phys. Chem. Ref. Data, 6(3), 993 1102 (1972).
Авторське право (c) 2025 П. Суніта, B.V.S.N. Харі Прасад, Дж. Віджаясехар
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
