Vol. 35, issue 07, article # 1

Velichko T. I., Mikhailenko S. N. Calculation of the frequencies of vibration-rotation transitions of the H36Cl molecule. // Optika Atmosfery i Okeana. 2022. V. 35. No. 07. P. 517–523. DOI: 10.15372/AOO20220701 [in Russian].
Copy the reference to clipboard

Dunham coefficients Ymj of the H36Cl molecule are calculated using previously determined mass-independent spectroscopic parameters Umj, ΔmjA and ΔmjB. Pure rotational and vibration-rotation transitions of the (1–0), (2–0) and (3–0) bands are presented up to Jmax = 25 for the first time. The comparisons of calculated line positions to observed ones for the fundamental and first overtone bands are given. The RKR potential of the H36Cl molecule is retrieved.


hydrogen chloride molecule, radioactive isotopologue, vibrational-rotational spectrum, Dunham parameters, RKR potential


  1. Kobayashi K., Enokida T., Iio D., Yamada Y., Hara M., Hatano Y. Near-infrared spectroscopy of tritiated water // Fusion Sci. Technol. 2011. V. 60, N 3. P. 941–943. DOI: 10.13182/FST11-A12570.
  2. Down M.J., Tennyson J., Hara M., Hatano Y., Kobayashi K. Analysis of a tritium enhanced water spectrum between 7200 and 7245 cm-1 using new variational calculations // J. Mol. Spectrosc. 2013. V. 289. P. 35–40. DOI: 10.1016/j.jms.2013.05.016.
  3. Bray C., Pailloux A., Plumeri S. Triated water detection in the 2.17 mm spectral region by cavity ring down spectroscopy // Nuclear Instrum. Methods Phys. Res. A. 2015. V. 789. P. 43–49. DOI: 10.1016/j.nima.2015.03.064.
  4. Reinking J., Schlösser M., Hase F., Orphal J. First high-resolution spectrum and line-by-line analysis of the 2n2 band of HTO around 3.8 microns // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2019. V. 230. P. 61–64. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2019.03.017.
  5. Reinking J., Hermann V., Müller J., Schlösser M., Hase F., Orphal J. The fundamental n3 band of DTO and the 2n1 overtone band of HTO from the analysis of a high-resolution spectrum of tritiated water vapour // J. Mol. Spectrosc. 2020. V. 370. P. 111295. DOI: 10.1016/j.jms.2020.111295.
  6. Hermann V., Kamrad M., Reinking J., Schlösser M., Hase F., Orphal J. Analysis of the n1 + n2, n2 + n3, n1 + n3 and 2n2 + n3 bands of HT16O // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2021. V. 276. P. 107881. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107881.
  7. Li G., Gordon I.E., Rothman L.S., Tan Y., Hu S.-M., Kassi S., Campargue A., Medvedev E.S. Rovibrational line lists for nine isotopologues of the CO molecule in the X1S+ ground electronic state // Astrophys. J. Suppl. Ser. 2015. V. 216. DOI: 10.1088/0067-0049/216/1/15.
  8. Perevalov V.I., Karlovets E.V. Line intensities of the radioactive isotopologues of carbon monoxide // J. Mol. Spectrosc. 2019. V. 364. P. 111184. DOI: 10.1016/j.jms.2019.111184.
  9. Nielsen A.H., Lagemann R.T. The infrared spectrum and molecular constants of 14CO2 // J. Chem. Phys. 1954. V. 22, N 1. P. 36–39. DOI: 10.1063/1.1739851.
  10. Wahlen M., Eng R.S., Nill K.W. Tunable diode laser spectroscopy of 14CO2: Absorption coefficients and analytical applications // Appl. Opt. 1977. V. 16, N 9. P. 2350–2352. DOI: 10.1364/AO.16.002350.
  11. Eng R.S., Nill K.W., Wahlen M. Tunable diode laser spectroscopic determination of n3 band center of 14CO2 at 4.5 mm // Appl. Opt. 1977. V. 16, N 12. P. 3072–3074. DOI: 10.1364/AO.16.003072.
  12. Sams R.L., De Voe J.R. Diode laser measurement of the n3 band of 14CO2 // J. Mol. Spectrosc. 1988. V. 128, N 1. P. 296–298. DOI: 10.1016/0022-2852(88)90226-3.
  13. Dobos S., Winnewisser G., Kling F., Mink J. Improved spectroscopic constants for 14C16O2 obtained from the n3 band // Z. Naturforsch. 1989. V. 44a, N 7. P. 633–639. DOI: 10.1515/zna-1989-0705.
  14. Galli I., Pastor P.C., Di Lonardo G., Fusina L., Giusfredi G., Mazzotti D., Tamassia F., De Natale P. The n3 band of 14C16O2 molecule measured by optical-frequency-comb-assisted cavity ring-down spectroscopy // Mol. Phys. 2011. V. 109, N 17–18. P. 2267–2272. DOI: 10.1080/00268976.2011.614284.
  15. Siddoway J.C. Calculated and observed laser transitions using 14C16O2 // J. Appl. Phys. 1968. V. 39, N 10. P. 4854–4855. DOI: 10.1063/1.1655857.
  16. Freed C., Bradley L.C., O'Donnell R.G. Absolute frequencies of lasing transitions in seven CO2 isotopic species // IEEE J. Quant. Electron. 1980. V. QE-16, N 11. P. 1195–1206. DOI: 10.1109/JQE.1980.1070392.
  17. Bradley L.C., Soohoo K.L., Freed C. Absolute frequencies of lasing transitions in nine CO2 isotopic species // IEEE J. Quant. Electron. 1986. V. QE-22, N 2. P. 234–267. DOI: 10.1109/JQE.1986.1072967.
  18. Breier A.A., Waßmuth B., Büchling T., Fuchs G.W., Gauss J., Giesen T.F. A mass-independent expanded Dunham analysis of aluminium monoxide and aluminium monosulfide // J. Mol. Spectrsoc. 2018. V. 350. P. 43–50. DOI: 10.1016/j.jms.2018.06.001.
  19. Simpson W.R., Brown S.S., Saiz-Lopez A., Thornton J.A., von Glasow R. Tropospheric halogen chemistry: Sources, cycling, and impacts // Chem. Rev. 2015. V. 115, N 10. P. 4035–4062. DOI: 10.1021/cr5006638.
  20. Butz A., Dinger A.S., Bobrowski N., Kostinek J., Fieber L., Fischerkeller C., Giuffrida G.B., Hase F., Klappenbach F., Kuhn J., Lübcke P., Tirpitz L., Tu Q. Remote sensing of volcanic CO2, HF, HCl, SO2, and BrO in the downwind plume of Mt. Etna // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10, N 1. P. 1–14. DOI: 10.5194/amt-10-1-2017.
  21. Korablev O., Olsen K.S., Trokhimovskiy A., Lefèvre F., Montmessin F., Fedorova A.A., Toplis M.J., Alday J., Belyaev D.A., Patrakeev A., Ignatiev N.I., Shakun A.V., Grigoriev A.V., Baggio L., Abdenour I., Lacombe G., Ivanov Y.S., Aoki S., Thomas I.R., Daerben F., Ristic B., Erwin J.T., Patel M., Bellucci G., Lopez-Moreno J.-J., Vandaele A.C. Transient HCl in the atmosphere of Mars // Sci. Adv. 2021. V. 7, N 7. DOI: 10.1126/sciadv.abe4386.
  22. Yung Y.L., Demore W.B. Photochemistry of the stratosphere of Venus: Implications for atmospheric evolution // Icarus. 1982. V. 51, N 2. P. 199–247. DOI: 10.1016/0019-1035(82)90080-X.
  23. Blake G.A., Anicich V.G., Huntress, Jr. W.T. Chemistry of chlorine in dense interstellar clouds // Astrophys. J. 1986. V. 300, N 2. P. 415–419. DOI: 10.1086/163815.
  24. Huggle D., Blinov A., Stan-Sion C., Korschinek G., Scheffel C., Massonet S., Zerle L., Beer J., Parrat Y., Gaeggeler H., Hajdas W., Nolte E. Production of cosmogenic 36Cl on atmospheric argon // Platen. Space Sci. 1996. V. 44, N 2. P. 147–151. DOI: 10.1016/0032-0633(95)00085-2.
  25. Velichko T.I., Mihajlenko S.N. Analiz chastot kolebatel'no-vrashchatel'nyh perekhodov molekuly HCl i ee potentsialy RKR v osnovnom elektronnom sostoyanii // Optika i spektroskopiya. 2018. V. 125, iss. 8. P. 156–164. DOI: 10.21883/OS.2018.08.46353.92-18.
  26. Larnimaa S., Vainio M., Ulvila V. Infrared spectroscopy of radioactive hydrogen chloride H36Cl // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 277. P. 107984. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107984.
  27. Coxon J.A., Hajigeorgiou Ph.G. Improved direct potential fit analyses for the ground electronic states of the hydrogen halides: HF/DF/TF, HCl/DCl/TCl, HBr/DBr/TBr and HI/DI/TI // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2015. V. 151. P. 133–154. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2014.08.028.
  28. Coxon J.A., Hajigeorgiou Ph.G. The Radial Hamiltonians for the X1S+ and B1S+ states of HCl // J. Mol. Spectrosc. 2000. V. 203, N 1. P. 49–64. DOI: 10.1006/jmsp.2000.8155.
  29. Martin J.D.D., Hepburn J.W. Determination of bond dissociation energies by threshold ion-pair production spectroscopy: An improved D0(HCl) // J. Chem. Phys. 1998. V. 109, N 19. P. 8139–8142. https://doi.org/10.1063/1.477476.
  30. Drouin B.J., Gupta H. Rotational spectra of vibrationally excited HCl // Int. Symp. Mol. Spectrosc. 67th Meeting. Columbus. USA. 2012. Paper RF03.
  31. Jones L.H., Robinson E.S. Infrared spectra and molecular constants of gaseous tritium bromide and tritium chloride // J. Chem. Phys. 1956. V. 24, N 6. P. 1246–1249. DOI: 10.1063/1.1742749.
  32. Coxon J.A., Roychowdhury U. Rotational analysis of the B1S+ - X1S+ system of H35Cl // Can. J. Phys. 1985. V. 63, N 12. P. 1485–1497. DOI: 10.1139/P85-249.
  33. Coxon J.A., Hajigeorgiou P.G., Huber K.P. Rotational analysis of the B1S+ - X1S+ emission bands of D35Cl // J. Mol. Spectrosc. 1988. V. 131, N 2. P. 288–300. DOI:10.1016/0022-2852(88)90240-8.
  34. Velichko T.I., Mihajlenko S.N. Izotopicheski invariantnye parametry Danhema i potentsial'naya funktsiya molekuly HCl // Opt. i spektroskop. 2002. V. 92, iss. 6. P. 944–949.
  35. Rydberg R. Graphische darstellung einiger bandenspektroskopischer ergebnisse // Zeitschrift für Physik. 1932. V. 73, N 5–6. P. 376–385. DOI: 10.1007/BF01341146.
  36. Klein O. Zur berechnung von potentialkurven für zweiatomige moleküle mit hilfe von spektraltermen // Zeitschrift für Physik. 1932. V. 76, N 3–4. P. 226–235. DOI: 10.1007/BF01341814.
  37. Rees A.L.G. The calculation of potential-energy curves from band-spectroscopic data // Proc. Phys. Soc. 1947. V. 59, N 6. P. 998–1008. DOI: 10.1088/0959-5309/59/6/310.
  38. Pine A.S., Looney J.P. N2 and air broadening in the fundamental bands of HF and HCl // J. Mol. Spectrosc. 1987. V. 122, N 1. P. 41–55. DOI: 10.1016/0022-2852(87)90217-7.
  39. Asfin R.E., Domanskaya A.V., Maul C. Broadening and shifting coefficients of rotation-vibrational lines in the fundamental and first overtone bands of HCl and HBr induced by oxygen and air // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 130. P. 296–303. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2013.07.014.
  40. Dunham J.L. The energy levels of a rotating vibrator // Phys. Rev. 1932. V. 41, N 6. P. 721–731. DOI: 10.1103/physrev.41.721.
  41. Watson J.K.G. The isotope dependence of diatomic Dunham coefficients // J. Mol. Spectrosc. 1980. V. 80, N 3. P. 411–421. DOI: 10.1016/0022-2852(80)90152-6.
  42. Audi G., Wapstra A.H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references // Nuclear Phys. A. 2003. V. 729, N 3–4. P. 337–676. DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
  43. Gordon I.E., Rothman L.S., Hargreaves R.J., Hashemi R., Karlovets E.V., Skinner F.M., Conway E.K., Hill C., Kochanov R.V., Tan Y., Wcisło P., Finenko A.A., Nelson K., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Coustenis A., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacquemart D., Mlaver E.J., Nikitin A.V., Perevalov V.I., Rotger M., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev Vl.G., Adkins E.M., Baker A., Barbe A., Canè E., Császár A.G., Egorov O., Fleisher A.J., Fleurbaey H., Foltynowicz A., Furtenbacher T., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Horneman V.-M., Huang X., Karman T., Karns J., Kassi S., Kleiner I., Kofman V., Kwabia-Tchana F., Lee T.J., Long D.A., Lukashevskaya A.A., Lyulin O.M., Makhnev V.Yu., Matt W., Massie S.T., Melosso M., Mikhailenko S.N., Mondelain D., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Perrin A., Polyansky O.L., Raddaoui E., Raston P.L., Reed Z.D., Rey M., Richard C., Tόbiás R., Sadiek I., Schwenke D.W., Starikova E., Sung K., Tamassia F., Tashkun S.A., Vander Auwera J., Vasilenko I.A., Vigasin A.A., Villanueva G.L., Vispoel B., Wagner G., Yachmenev A., Yurchenko S.N. The HITRAN2020 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 277. 107949. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.