Изучение влияния замещения H2O на T2O на динамические свойства, максимум плотности и температуру плавления льда Ih в рамках метода решёточной динамики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследован изотопический эффект, связанный с заменой молекул воды на молекулы сверхтяжёлой воды во льде Ih, при помощи метода решёточной динамики в квазигармоническом приближении c использованием модифицированного для воспроизведения свойств сверхтяжёлой воды жёсткого трёхточечного потенциала. Показано, что значительные изменения плотности колебательных состояний при замене 12.5%, 50% и 100% молекул воды происходят только в области либрационных колебаний. Рассчитана температурная зависимость плотности сверхтяжёлого льда и предсказан максимум плотности этого льда при температуре около 60 K. Построена зависимость температуры плавления (H2O + T2O)-льда Ih от концентрации молекул T2O в его структуре и показана линейность этой зависимости.

Об авторах

В. Р Белослудов

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: gets@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

К. В Гец

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: gets@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

Р. К Жданов

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: gets@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

Ю. Ю Божко

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: gets@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

Ё. Кавазоe

Tohoku University;SRM Institute of Science and Technology;Suranaree University of Technology

Автор, ответственный за переписку.
Email: gets@niic.nsc.ru
980-8579, Sendai, Japan; 30000, Suranari, Mueang Nakhon Ratchasima District, Nakhon Ratchasima, Thailand; SRM Nagar, 603203, Kattankulathur, Kancheepuram District

Список литературы

  1. M. Maruyama and R. Ohmura, Can. J.Chem.Eng. 1 (2022).
  2. W.E. Thiessen and A.H. Narten, J. Chem. Phys. Thiessen, 2656 (1982).
  3. S. Herrig, M. Thol, A.H. Harvey, and E.W. Lemmon, J. Phys.Chem.Ref.Data 47, 043102 (2018).
  4. D.R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics: A Ready-Reference Book of Chemical and Physical Data, CRC, Boca Raton FL, London (2003), Vol. 84.
  5. П.В. Энкович, В.В. Бражкин, С. Г. Ляпин, Письма в ЖЭТФ 110, 687 (2019).
  6. П. В. Энкович, В. В. Бражкин, С. Г. Ляпин, С.М. Стишов, ЖЭТФ 155, 237 (2019).
  7. C. Vega, J. L. Abascal, M.M. Conde, and J. L. Aragones, Faraday Discuss. 141, 251 (2009).
  8. J. Zielkiewicz, J.Chem. Phys. 123, 104501 (2005).
  9. P.K. Yuet and D. Blankschtein, J. Phys.Chem. B 114, 13786 (2010).
  10. K.M. Dyer, J. S. Perkyns, G. Stell, and B. Montgomery Pettitt, Mol. Phys. 107, 423 (2009).
  11. H. Nada, J.Chem.Phys. 145, 244706 (2016).
  12. C. McBride, J. L. Aragones, E.G. Noya, and C. Vega, Phys.Chem.Chem. Phys. 14, 15199 (2012).
  13. C. McBride, C. Vega, E.G. Noya, R. Ram'ırez, and L.M. Ses'e, J.Chem.Phys. 131, 024506 (2009).
  14. S. Habershon, T.E. Markland, and D.E. Manolopoulos, J.Chem. Phys. 131, 024501 (2009).
  15. В. Р. Белослудов, К. В. Гец, Р. К. Жданов, Ю.Ю. Божко, О.С. Субботин, Письма в ЖЭТФ 116, 313 (2022).
  16. R. V. Belosludov, R. K. Zhdanov, K. V. Gets, Y.Y. Bozhko, V.R. Belosludov, and Y. Kawazoe, J. Phys.Chem. C 124, 18474 (2020).
  17. H. J.C. Berendsen, J.R. Grigera, and T.P. Straatsma, J. Phys.Chem. 91, 6269 (1987).
  18. R.V. Belosludov, R.K. Zhdanov, Y.Y. Bozhko, K.V. Gets, O. S. Subbotin, Y. Kawazoe, and V.R. Belosludov., Energy Fuel. 34, 12771 (2020).
  19. H.A. Lorentz, Ann.Phys. 248, 127 (1881).
  20. D. Berthelot, Comptes rendus hebdomadaires des s'eances de l'Acad'emie des Sciences 126, 1703 (1898).
  21. J.D. Bernal and R.H. Fowler, J.Chem.Phys. 1, 515 (1933).
  22. Р.К. Жданов, В. Р. Белослудов, Ю.Ю. Божко, О.С. Субботин, К.В. Гец, Р.В. Белослудов, Письма в ЖЭТФ 108, 821 (2018).
  23. K.V. Gets, R.K. Zhdanov, Y.Y. Bozhko, and V.R. Belosludov, J.Phys.Chem.C 125, 15659 (2021).
  24. H. B¨ottger, Principles of the theory of lattice dynamics, Academie-Verlag, Berlin (1983).
  25. A.A. Maradudin, E.W. Montroll, G.H. Weiss, and I.P. Ipatova, Theory of lattice dynamics in the harmonic approximation, Academic press, New York (1963), Vol. 3.
  26. K. R¨ottger, A. Endriss, J. Ihringer, S. Doyle, and W. F. Kuhs, Acta Crystallogr. B: Struct. Sci. 50, 644 (1994).
  27. A.D. Fortes, Acta Crystallogr. B: Struct. Sci.Cryst. Eng.Mater. 74, 196 (2018).
  28. C. P. Herrero and R. Ram'ırez, J.Chem.Phys. 134, 094510 (2011).
  29. R. Ram'ırez and C. P. Herrero, J.Chem.Phys. 133, 144511 (2010).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023