ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пгава 10. Кластерные реакции из "Физико-химия нанокластеров наноструктур и наноматериалов" Кластеры воды заслуживают отдельного рассмотрения в ряду слабосвязанных кластеров молекул из-за их распространенности и важности в их природе. Кластеры воды образуют жидкую воду и лед. Кластеры воды участвуют в формировании облаков, дождей и во многих других процессах, в частности кислотных дождях и аномальном светорассеянии на облаках. Кластеры воды образуются также при гидратации газовых или молекулярных кластеров, при гидратации макромолекул и белков. [c.322] В случае кластеров воды расчеты их структуры и данные эксперимента находятся в хорошем согласии [19]. [c.323] Значительный прогресс в области лазерной спектроскопии и молекулярной динамики позволил определить ряд свойств кластеров, связанных с их динамической структурой. [c.323] Расчеты структур кластеров с помощью стандартных методик (Хартри—Фока или плотности функций) позволяют оценить расстояния между атомами кислорода для разного размера кластера, приведенные на рис. 9.15. [c.324] На этом же рисунке приведены данные спектроскопии, которые свидетельствуют об уменьщении расстояния 0—0 с увеличением размера кластера от 3 A до 2,7 к. На рисунке отмечены также данные для расстояний 0—0 для воды (2,84 A) и для льда (2,759 A). Расчеты предсказывают дальнейшее уменьшение расстояния между атомами кислорода вплоть до гексамера, обладающего полой структурой, вероятно ответственной за структуру льда. [c.324] Результат оказался не столь удачньш, как ожидал Гаррис. Плоды работы были уж очень ничтожны. На сковороде было шесть штук яиц, а получилось не более чайной ложки какой-то подгоревшей неаппетитной бурды. [c.325] Большинство кластерных реакций начинаются после возникновения возбужденного кластерного состояния под действием того или иного источника энергии. Двухатомная молекула диссоциирует при энергиях выше пороговой практически за время колебательного состояния, т. е. за время около 10 с. С другой стороны, макроскопический фрагмент какого-либо материала, объемом несколько кубических сантиметров при комнатной температуре может испарять атомы бесконечно долго, в то время как его термическая энергия превышает в 10 атомную энергию связи. Все дело в том, что эта энергия распределяется по Зга колебательным степеням свободы и тем самым становится значительно меньше энергии связи. В кластере при числе атомов, например, га = 100 осуществляется промежуточный вариант, когда после возбуждения кластера проходят времена порядка пикосекунд или наносекунд, прежде чем кластер диссоциирует или будет вовлечен в какую-нибудь другую реакцию. В связи с этим развиваются различные подходы, использующие возбужденное состояние кластера теория РРК, теория промежуточного комплекса РРКМ, развитая Маркусом, теория фазового пространства и т. д. для оценки скорости реакции и ее размерной зависимости. Эти приближения позволяют оценить временные интервалы возникновения и снятия возбуждения кластеров и протекания реакции. Необходимы, однако, экспериментальные методы для определения ряда энергетических величин, входящих в расчетные выражения, например, определение энергии диссоциации возбужденного состояния кластера. [c.325] В связи с этим данная глава кроме обсуждения основных моментов теоретических моделей включает данные экспериментов для определения ряда количественных оценок. Рассматриваются примеры различных типов реакций. [c.325] Вернуться к основной статье