Emergence of Charge-Transfer-to-Solvent Band in the Absorption Spectra of Hydrogen Halides on Ice Nanoparticles: Spectroscopic Evidence for Acidic Dissociation

0316474 - ÚFCH JH 2012 RIV US eng J - Článek v odborném periodiku
Ončák, M. - Slavíček, P. - Poterya, Viktoriya - Fárník, Michal - Buck, U.
Emergence of Charge-Transfer-to-Solvent Band in the Absorption Spectra of Hydrogen Halides on Ice Nanoparticles: Spectroscopic Evidence for Acidic Dissociation.
[Vznik nábojového přesunu do rozpouštědla v absorpčních spektrech halogenvodíků na ledových nanočásticích: spektroskopické důkazy pro kyselou disociaci.]
Journal of Physical Chemistry A. Roč. 112, č. 24 (2008), s. 5344-5353. ISSN 1089-5639. E-ISSN 1520-5215
Grant CEP: GA AV ČR KAN400400651; GA ČR GA203/06/1290
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z40400503
Klíčová slova: water clusters * ultraviolet spectroscopy * FTIR spectroscopy
Kód oboru RIV: CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Impakt faktor: 2.871, rok: 2008

Extensive ab initio calculations complemented by a photodissociation experiment at 193 nm elucidate the nature of hydrogen halide molecules bound on free ice nanoparticles. Electronic absorption spectra of small water clusters (up to 5 water molecules) and water clusters doped with hydrogen fluoride, hydrogen chloride and hydrogen bromide were calculated. The spectra were modeled at the time-dependent density functional (TDDFT) level of theory with the BHandHLYP functional using the reflection principle. We observe the emergence of a charge-transfer-to-solvent (CTTS) band in the absorption spectra upon the acidic dissociation of the hydrogen halides. The CTTS band provides a spectroscopically observable feature for the acidit dissociation. The calculated spectra were compared with our new experimental photodissociation data for larger water clusters doped with HCl and HBr.

Rozsáhlé výpočty ab initio doplněné fotodisociačním experimentem při 193 nm objasnili povahu vazby molekul halogenvodíků na volných ledových nanočásticích. Elektronové absorpční spektra malých vodních klastrů (do 5 molekul vody) a vodních klastrů dopovaných fluorovodíkem, chlorovodíkem a bromovodíkem byla vypočítána. Spektra byla modelována teorií časově závislého funkcionálu hustoty s BHaHLYP funkcionálem použitím principu odrazu. Pozorovali jsme vznik nábojového přesunu do rozpouštědla (CTTS) v absorpčních spektrech při kyselé disociaci halogenvodíků. CTTS poskytuje spektroskopicky pozorovatelné znaky kyselé disociace. Vypočítaná spektra byla porovnána s našimi novými experimentálními fotodisociačními daty pro větší vodní klastry dopované HCl a HBr. Dospěli jsme k názoru, že HCl a HBr disociuje ve velkém rozsahu na povrchu ledových nanočástic při teplotě blízké 120 K a jsou tvořeny fotoaktivní produkty.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0004913