Российские и немецкие ученые представили новый метод определения с высокой точностью параметров внутримолекулярных потенциальных гиперповерхностей (ВМП) произвольных многоатомных молекул. Подход основан на комплексном использовании высокоточных экспериментальных данных микроволнового и субмиллиметрового диапазонов и оригинальных теоретических методов. Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Molecular Science, сообщает пресс-служба Томского политехнического университета.
Внутримолекулярная потенциальная гиперповерхность (ВМП) — это математическая конструкция, описывающая взаимодействие между атомами внутри молекул. Информация о ней является ключевой для решения многочисленных как чисто академических, так и прикладных задач физической химии, кинетики химических реакций, атмосферной оптики, планетологии и астрофизики, промышленности и других. При этом традиционные методы определения ВМП часто обладают ограниченной точностью из-за сложности получения и обработки больших массивов данных.
Российские и немецкие ученые разработали новый уникальный метод для определения ВМП произвольных многоатомных молекул. Он основан, с одной стороны, на чрезвычайно высокой точности данных (на порядки выше по сравнению с аналогичной информацией из инфракрасной и видимой областей спектра), а с другой — на опыте ученых Томского политехнического университета в разработке и создании так называемых систем аналитических вычислений в молекулярной спектроскопии высокого разрешения.
«Конкретные данные по точности не всегда легко классифицировать, поскольку они зависят от конкретных молекулярных систем и условий эксперимента. Нам удалось создать такой полуэмпирический подход, который позволяет увеличить точность предсказания в разы по сравнению с традиционными методами. Это означает, что определяемые фундаментальные параметры молекул (такие как структурные параметры и параметры внутримолекулярных потенциальных гиперповерхностей) могут быть предсказаны с гораздо меньшей погрешностью. Это делает его практичным инструментом для исследования сложных молекул», — отмечает один из авторов метода, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Олег Уленеков.
По словам ученых, единственное ограничение для использования разработанного метода заключается в том, что молекула должна обладать ненулевым дипольным моментом, то есть иметь полярность. Для тестирования эффективности и корректности разработанного метода ученые применили его для исследования молекулы хлороводорода (HCl). Результаты показали, что благодаря новому методу можно на основе ограниченных экспериментальных данных получить возможность предсказывать с высокой точностью характеристики спектров молекул в чрезвычайно широких диапазонах не только инфракрасной, но и видимой части спектра.
«Преимущества нового метода заключаются не только в повышении точности, но и в его универсальности. Это открывает горизонты для детального анализа молекулярных взаимодействий и более глубокого понимания химических реакций и структурных изменений в молекулах», — добавляет Олег Уленеков.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
