Tańce molekularne w ciele stałym a MRJ Mikołaj Sergeev, Marcin Olszewski Instytut Fizyki US.

Prezentacja na temat: "Tańce molekularne w ciele stałym a MRJ Mikołaj Sergeev, Marcin Olszewski Instytut Fizyki US."— Zapis prezentacji:

1 Tańce molekularne w ciele stałym a MRJ Mikołaj Sergeev, Marcin Olszewski Instytut Fizyki US

2 Wstęp Molekuły w ciele stałym wskutek ruchów rotacyjnych i dyfuzyjnych wykonują przemieszczenia w przest- rzeni na duże odległości rzędu kilku Å. Takie ruchy nie są ruchami harmo- nicznymi i stąd powstają trudności w opracowaniu teorii. Częstości tych ruchów są rzędu kilku MHz, a zatem długości fal wzbudzeń rotacyjnych i dyfuzyjnych, odpowiadających tym ruchom są rzędu kilku mm. Ruchy rotacyjne i dyfuzyjne molekuł są więc ruchamy kolektywnymi i potrzebują zaangażowania dużej liczby molekuł z otoczenia. Właśnie ruchy o niskiej częstości czyli o dużej długości fali są odpowiedzialne za stan równowagowy większości ciał stałych i za przejścia fazowe w nich.

3 Plan referatu

4

5

6 Dipolowe funkcje autokorelacji

7 In the case of the simple model of the single Markov motion with one correlation time the dipolar correlation function has the form

8 Dipolowe funkcje autokorelacji Often in solids the internal mobility of molecular groups is not a single motion with one correlation time. For those complex motions, it is often used in literature the correlation function as approximation with a single correlation time, which is equal to the sum of the inverse of the correlation times of the constituent motions. Here ck is the correlation time of the k-th type of internal motion.

9 Dipolowe funkcje autokorelacji The complex motions of the molecular groups with several correlation times

10 Dipolowe funkcje autokorelacji For example in the case of the complex motions of the molecular groups with two correlation times we obtain

11 [C(NH 2 ) 3 ] 3 Sb 2 Cl 9 Tris-guanidinium nonachlorodiantimonate The structure of TGNCA consists of polyanionic (Sb 2 Cl 9 3- ) n layers,which are composed of SbCl 6 3- octahedra connected with each other by the bridging chlorine atoms. The guanidinium cations C(NH 2 ) 3 situated between the (Sb 2 Cl 9 3- ) n layers.

12 The temperature dependence of the NMR second moment in polycrystalline [C(NH 2 ) 3 ] 3 Sb 2 Cl 9

13 [C(NH 2 ) 3 ] 3 Sb 2 Cl 9

14 Solid-echo [C(NH 2 ) 3 ] 3 Sb 2 Cl 9

15 FORUM FORUM - FluoroORganic Ultradisperse Material can be used as antifriction, protective, antiwear, hydrophobious addition to mashine oils, paint, dry lubrication. Krasnojarsk

16 Polytetrafluoroethylene (- CF 2 -) n

17 Ultrapolytetrafluoroethylene (- CF 2 -) n

18

19 (NH 2 ) 2 CS-(CCl 3 ) 2 Thuourea-hexachloroethane The thuorea- hexachloroethane is example of Host-Guest system. In this compo- und the chains of guest (CCl 3 ) 2 molecules are trapped within channels of host (NH 2 ) 2 CS structure. Partenit, Crimea- 2003

20 The 35 Cl NQR echo decay on heating in thiourea – C 2 Cl 6 inclusion compound

21 Natrolite (Na 16 [Al 16 Si 24 О 80 ]16H 2 O) The structure of the mineral natrolite consists of chains of AlO 4 and SiO 4 tetrahedra linked together via com- mon oxygen atoms. This framework leaves cavities which intersect to form channels running both perpen- dicular and parallel to the c-axis. Located within the cavities the sodium ions and water molecules.

22 Markov model of molecular mobility For the Markov model of molecular reorientation of the two-spin system (I=1/2) between two positions we used the following stochastic Liouville equation for reduced spin density matrix (t) Here W is the rate of two-spin system jump between two position.

23 Natrolite (Na 16 [Al 16 Si 24 О 80 ]16H 2 O)

24 Non - Markovian model of molecular mobility

25 Natrolite (Na 16 [Al 16 Si 24 О 80 ]16H 2 O)

26 Krótkie podsumowanie Opracowano teorię obliczenia dipolowych funkcji korelacji w przy- padku skomplikowanych markowskich ruchów molekularnych. Zastosowanie opracowanej teorii wykazało, że 1) zarejestrowane w krysztale [C(NH 2 ) 3 ] 3 Sb 2 Cl 9 temperaturowe zależności czasów relaksacji, drugiego momentu oraz amplitudy i czasowego położenia maksimum sygnału echa spinowego są związane z reorientacją kationów C(NH 2 ) 3. dookoła osi symetrii kationu; 2) w ultrapolytetrafluoroethylenie wzrasta rozrzut częstości korelacji molekularnych ruchów oraz powstają defekty typu -CF 3 i –CF; 3) anomalna temperaturowa zależność czasu relaksacji sygnału echa NQR w (NH 2 ) 2 CS-(CCl 3 ) 2 jest związana z powolną reorien- tacją grup (CCl 3 ) 2 dookoła osi symetrii ; Z porównania teoretycznych i doświadczalnych widm MRJ natrolitu wynika, że ruchy molekuł wody w natrolicie nie są ruchami Markowa. Został zaproponowany prosty model niemarkowskich ruchów, który daje możliwość wytłumaczyć doświadczalne dane.

27 Literatura

28

29

30