МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ NaNO3 – NaNO2, KNO3 – KNO2
Аннотация
В настоящей работе методами спектроскопии комбинационного рассеяния света изучены процессы молекулярной релаксации в кристаллических нитрате натрия NaNO3, нитрите натрия NaNO2, нитрате калия KNO3, нитрите калия KNO2, а также в твердых бинарных солевых системах «нитрат натрия – нитрит натрия» NaNO3 – NaNO2 и «нитрат калия – нитрит калия» KNO3 – KNO2. Нами обнаружено, что время релаксации полносимметричного колебания n1(A) молекулярного нитрат-аниона NO3– в твердой бинарной солевой системе «нитрат – нитрит» NaNO3 – NaNO2 или KNO3 – KNO2 меньше, чем в индивидуальном кристаллическом нитрате NaNO3 или KNO3 соответственно. Показано, что увеличение скорости внутримолекулярной релаксации объясняется наличием в бинарной системе дополнительного механизма релаксации колебательно-возбужденных состояний нитрат-иона NO3–. Этот релаксационный механизм нитрат-иона NO3– в бинарной системе связан с возбуждением колебания меньшей частоты другого аниона (нитрит-иона NO2–) и «рождением» решёточного колебания (фонона). Частота этого фонона равна разности частот колебаний нитрат-иона NO3– и нитрит-иона NO2–. Установлено, что условием реализации такого релаксационного механизма является то, что разность частот указанных колебаний нитрат-иона NO3– и нитрит-иона NO2– должна соответствовать области достаточно высокой плотности состояний фононного спектра исследуемой твердой бинарной солевой системы. Максимальная частота фононного спектра системы определяется ее температурой Дебая. Для ионных солевых систем температура Дебая всегда выше чем 200 К, а часто и больше чем 300 К. Поэтому в твердых бинарных солевых системах предложенный релаксационный механизм практически всегда актуален.
Дляцитирования:
Алиев А.Р., Ахмедов И.Р., Какагасанов М.Г., Алиев З.А., Амиров А.М. Молекулярнаярелаксациявбинарныхсистемах NaNO3 – NaNO2, KNO3 – KNO2. Изв. вузов. Химияихим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 7. С. 23-30
Литература
Voronko Yu.K., Sobol A.A., Shukshin V.E. Monoclinic-tetragonal phase transition in zirconium and hafnium dioxides: A high-temperature Raman scattering investigation. Phys. Solid State. 2007. V. 49. N 10. P. 1963 – 1968.
Nikolenko Yu.M., Opra D.P., Tsvetnikov A.K., Sokolov A.A., Ziatdinov A.M., Gnedenkov S.V. Lignin, its graphitized and fluorinated derivatives: prospects of application as active component of lithium batteries. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 9. P. 92-98 (in Russian).
Poplavskiy A.I., Kolpakov A.Ya., Galkina M.E., Goncharov I.Yu., Lyubushkin R.A., Gerus Zh.V. Properties of nitrogen-doped amorphous carbon coatings obtained by impulse vacuum-arc method. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 9. P. 68-73 (in Russian).
Kornienko N.E., Kirichenko A.N. Discrete steps of diamond-graphite phase transition at annealing of nanodiamonds in wide temperature range. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 9. P. 50-56 (in Russian).
Matveichuk Yu.V. IR Fourier spectroscopic study of solutions of sodium tungstate and molybdate in a wide range of рН. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 1. P. 56-63 (in Rus-sian).
DOI: 10.6060/tcct.2017601.5335.
Kul’pina Yu. N., Prokof’ev V.Yu., Gordina N.E., Khmylova O.E., Petukhova N.V., Gazakhova S.I. Using IR spectroscopy to study the structure of low-modulus zeolites. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 5. P. 44-50 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017605.5405.
Matveichuk Yu.V., Rakhman’ko E.M. Rodanid complexes of d-metals: the study of the influence of the concentration of KNCS and NH4Cl on the method of coordination of SCN– ions by IR-Fourier spectrometry. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 7. P. 34-41 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017607.5553.
Aliev A.R., Gadzhiev A.Z. Raman spectra and vibrational relaxation in molten thiocyanates. J. Molec. Liq. 2003. V. 107. N 1-3. P. 59-67.
Gafurov M.M., Aliev A.R. Molecular relaxation processes in the salt systems containing anions of various configurations. Spectrochim. Acta Part A. 2004. V. 60. N 7. P. 1549-1555.
Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Ataev M.B., Aliev A.R., Kirillov S.A., Prisyazhniy V.D. Spectroscopic study of the struc-tural-dynamic properties and solvation processes in the lithium-dimethyl sulfone nitrate system. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. V. 54. N 10. P. 54-59 (in Russian).
Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Ataev M.B., Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Kramynin S.P. Vibra-tional spectra of the LiNO3 – (CH3)2SO2 system. J. Appl. Spectrosc. 2012. V. 79. N 2. P. 184-188.
Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Ataev M.B., Aliev A.R., Amirov A.M., Kubataev Z.Yu. Raman spectra and structure of (1–x)RbNO3 + xAl2O3 systems. J. Struct. Chem. 2015. V. 56. N 3. P. 428-435.
Aliev A.R., Gafurov M.M. Features of vibrational relaxation in binary salt systems. Russ. J. Phys. Chem. A. 2001. V. 75.
N 3. P. 418 – 421.
Aliev A.R., Gafurov M.M., Akhmedov I.R. Intermolecular phonon decay mechanism of vibrational relaxation in binary salt systems. Chem. Phys. Lett. 2002. V. 359. N 3–4. P. 262–266.
Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Gafurov M.M., Amirov A.M. Molecular relaxation in solid binary systems LiNO3 – LiClO4 and Li2CO3 – Li2SO4. Russ. Phys. J. 2018. V. 61. N 2. P. 80-86.
Aliev Z.A., Kakagasanov M.G., Aliev A.R., Akhmedov I.R. Spectra of Raman scattering of light in binary salt systems "nitrate – perchlorate". Vestn. Dagestan State University. 2015. V. 30. N 6. P. 56-61 (in Russian).
Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Ataev M.B., Amirov A.M., Kubataev Z.Yu., Kakagasanov M.G. Structural and dynamic properties of LiNO3 + Al2O3 nanocomposites. Phys. Solid State. 2015. V. 57. N 10. P. 2066–2072.
Amirov A.M., Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh. Study of the KNO3–Al2O3 system by differential scanning calorimetry. Phys. Solid State. 2016. V. 58. N 9. P. 1930–1932.
Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Akaeva A.I. Molecular relaxation in binary systems LiNO3 –LiClO4, NaNO3 – NaClO4 and KNO3 – KClO4. Vestn. Dagestan State University. Ser. 1. Estesstv. Nauki. 2017. V. 32. N 2. P. 29-38 (in Russian).
Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Amirov A.M. Inelastic intermolecular exchange of vibrational quanta and relaxation of vibrationally excited states in binary solid systems. Phys. Solid State. 2017. V. 59. N 4. P. 752–757.
Aliev A.R., Gafurov M.M., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A. Relaxation of vibrationally excited states and inelastic intermolecular exchange of vibrational quanta in solid binary systems. Inzhener. Fizika. 2017. N 8. P. 84-93 (in Russian).
Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A., Gafurov M.M., Rabadanov K.Sh., Amirov A.M. Relaxation of vibrationally excited states in solid binary systems "carbonate – sulfate". Phys. Solid State. 2018. V. 60. N 2. P. 347-351.
Verdiev N.N., Omarova S.M., Alkhasov A.B., Magomedbekov U.G., Arbukhanova P.A., Iskenderov E.G. LiF – Li2SO4 – NaCl system. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 11. P. 46−49 (in Russian).
Volokitin O.G., Skripnikova N.K. Calculation of melting curves of multi component silicate systems. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 11. P. 50−54 (in Russian).
Mukhtarova Z.M. Phase equilibria in the YbTe – Yb3Ge5 system. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017.
V. 60. N 1. P. 64-67 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017601.5144.
Omarova S.M., Verdiev N.N., Alkhasov A.B., Magomedbekov U.G., Dvoryanchikov V.I., Nekrasov D.A. Stable tetrahe-dron of LiF – LiCl – Li2SO4 – NaCl. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 5. P. 57-62 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017605.5509
Verdiev N.N., Omarova S.M., Alkhasov A.B., Magomedbekov U.G., Gasangadzhieva U.G., Dvoryanchikov V.I. (LiF)2 – (NaF)2 – (NaCl)2 – Na3FSO4 system. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 6. P. 77-82 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017606.5537.
Chemical Encyclopedia. M.: Sovetskaya Entsiklopediya. 1992. V. 3. p. 183, 263 (in Russian).
Baryshnikov S.V., Charnaya E.V., Milinskii A.Yu., Stukova E.V., Tien C., Michel D. Dielectric properties of crystalline binary KNO3—AgNO3 mixtures embedded in nanoporous silicate matrices. Phys. Solid State. 2010. V. 52. N 2. P. 392 – 396.
Baryshnikov S.V., Charnaya E.V., Milinskii A.Yu., Shatskaya Yu.A., Michel D. Dielectric and calorimetric investigations of KNO3 in pores of nanoporous silica matrices MCM-41. Phys. Solid State. 2012. V. 54. N 3. P. 636 – 641.
Baryshnikov S.V., Charnaya E.V., Milinskii A.Yu., Patrushev Yu.V. Phase transitions in KNO3 embedded in MCM-41 films with regular nanopores. Phys. Solid State. 2013. V. 55. N 12. P. 2566 – 2570.
Korabel’nikov D.V., Zhuravlev Yu.N. Theoretical study of the thermodynamic properties of lithium, sodium, and potassium nitrates. Phys. Solid State. 2013. V. 55. N 8. P. 1765 – 1772.
Baryshnikov S.V., Stukova E.V., Charnaya E.V., Tien C., Lee M.K., Bohlmann W., Michel D. Dielectric and NMR studies of nanoporous matrices loaded with sodium nitrite. Phys. Solid State. 2006. V. 48. N 3. P. 593–599.
Gorelik V.S., Pyatyshev A.Yu., Krylov A.S. Raman scattering in sodium nitrite crystals near the phase transition. Phys. Solid State. 2016. V. 58. N 1. P. 170–176.
Gafurov M.M., Aliev A.R., Ataev M.B., Rabadanov K.Sh. The peculiarities of spectral manifestations of high-voltage electric discharge in different phase states of ion systems. Spectrochim. Acta Part A. 2013. V. 114. P. 563-568.
Aliev A.R., Gafurov M.M., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A. Features of structural phase transitions in ion-molecular crystals of perchlorates. Fizika Nverdogo Tela. 2018. V. 60. N 6. P. 1191-1201 (in Russian).
Belomestnykh V.N., Tesleva E.P. Polymorphic transformations of type orientation order –disoder. Part II. Nitrogen containing ionomomelectric crystals of sodium. Izv. Tomsk. Politekh. Un-ta. 2004. V. 307. N 6. P. 11 – 17 (in Russian).
