Том 38, номер 11, статья № 3

Аннотация:

Хлороформ является одним из опасных загрязнителей атмосферы. Для контроля его содержания в атмосфере методами абсорбционной спектроскопии необходимо знание частот спектральных линий. Представлены спектры поглощения изотополога хлороформа CH³⁷Cl₃ в газовой фазе, измеренные с помощью нестационарного спектрометра высокого разрешения в диапазоне 118–175 ГГц. Уточнена идентификация линий хлороформа, представленная в литературе и приписанная колебательному состоянию n₂ для CH³⁵Cl₃, показана их принадлежность изотопологу CH³⁷Cl_3. Результаты эксперимента сопоставлены с проведенными нами теоретическими оценками центров линий поглощения вращательного спектра этой молекулы в том же диапазоне. Для изотополога CH³⁷Cl₃ в основном состоянии обнаружены и идентифицированы линии поглощения вблизи 131,4; 137,6; 150,1 и 156,4 ГГц. Из экспериментальных данных найдены молекулярные константы CH³⁷Cl₃ B = 3129,56 МГц, D_J = 1,34 кГц, D_JK = -2,25 кГц со среднеквадратичной ошибкой, равной 7,84 × 10^-2 МГц, которые с большей точностью определяют частоты переходов на участках спектров поглощения вблизи 150,1 и 156,4 ГГц, чем литературные значения B = 3129,61 МГц, D_J = 1,37 кГц, D_JK = -2,28 кГц со среднеквадратичной ошибкой, равной 11,55 × 10^-2 МГц. Представленные результаты могут быть использованы для контроля содержания хлороформа в атмосфере.

Ключевые слова:

хлорсодержащие атмосферные газы, хлороформ, вращательный спектр, терагерцовая нестационарная спектроскопия высокого разрешения

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Кистенев Ю.В., Cuisset A., Романовский О.А., Жердева А.В. Исследование малых газовых составляющих на границе «водная поверхность – атмосфера» с использованием средств дистанционного и локального лазерного ИК-газоанализа. Обзор // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 10. С. 799–810. DOI: 10.15372/AOO20221002; Kistenev Yu.V., Cuisset A., Romanovskii O.A., Zherdeva A.V. A study of trace atmospheric gases at the water – atmosphere interface using remote and local IR laser gas analysis: A review // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, suppl. 1. P. S17–S29. DOI: 10.1134/S1024856023010074.
2. Scientific Assessment of Stratospheric Ozone: 1989: World Meteorological World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project – Report N 20. Geneva: WMO, 1989. 532 p.
3. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1994: World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project – Report N 37. Geneva: WMO, 1994. 29 p.
4. Study Finds Chloroform Emissions, on the Rise in East Asia, Could Delay Ozone Recovery by up to Eight Years. URL: https://phys.org/news/2018-12-chloroform-emissions-east-asia-ozone.html (last access: 16.01.2025).
5. Locating and Estimating Air Emissions from Sources of Chloroform. U.S. Environmental Protection Agency. Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park, North Carolina 27711, 1984. 101 p.
6. Carpenter J.H., Seo P.J., Whiffen D.H. The rotational spectrum of chloroform in its ground and excited vibrational states // J. Mol. Spectrosc. 1995. V. 170. P. 215–227. DOI: 10.1006/jmsp.1995.1066.
7. Cazzoli G., Cotti G., Dore L. Millimeter and submillimeter-wave spectrum of CHCl₃. Determination of the h₃, splitting constant // Chem. Phys. Lett. 1993. V. 203, N 2–3. P. 227–231. DOI: 10.1016/0009-2614(93)85392-2.
8. Submillimeter, Millimeter, and Microwave Spectral Line Catalog. JPL Molecular Spectroscopy. URL: http://spec.jpl.nasa.gov/ftp/pub/catalog/catform.html (last access: 17.01.2025).
9. Endres C.P., Schlemmer S., Schilke P., Stutzki J., Müller H.S.P. The Cologne. Database for Molecular Spectroscopy, CDMS // J. Mol. Spectrosc. 2016. V. 327. P. 95–104. DOI: 10.1016/j.jms.2016.03.005.
10. 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., Mlawer E.J., Nikitin A.V., Perevalov V.I., Rotger M., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Adkins E.M., Baker A., Barbe A., Canè E., Császár A.G., Dudaryonok A., 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., Lavrentieva N.N., 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., Tóbiás 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. P. 107949. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
11. Vaks V.L., Anfertev V.A., Balakirev V.Yu., Basov S.A., Domracheva E.G., Illyuk A.V., Kupriyanov P.V., Pripolzin S.I., Chernyaeva M.B. High resolution terahertz spectroscopy for analytical applications // Phys. Usp. 2020. V. 63. P. 708–720. DOI: 10.3367/UFNe.2019.07.038613.
12. Gordy W., Cook R.L. Microwave Molecular Spectra. New York: J. Wiley & Sons, 1984. 929 p.
13. Townes C.H., Schawlow A.L. Microwave Spectroscopy. New York: McGraw-Hill, 1955. 720 p.
14. Colmont J.-M., Priem D., Drean P., Demaison J., Boggs J.E. Rotational spectra of the isotopic species of chloroform: Experimental and ab initio structures // J. Mol. Spectrosc. 1998. V. 191. P. 158–175. DOI: 10.1006/jmsp.1998.7623.
15. Mitchell M. An Introduction to Genetic Algorithms. London: MIT Press,  1998. 158 p.
16. Levenberg K. A method for the solution of certain non-linear problems in least squares // Quart. Appl. Math. 1944. V. 2, N 2. P. 164–168.