Анотація до роботи:

Мотієнко Р.О. Обертальні спектри молекул фурфуролу, гліцину і уретану в мікрохвильовому діапазоні. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 – радіофізика. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Харків, 2007.

Дисертація присвячена дослідженню методами мікрохвильової радіоспектроскопії обертальних спектрів простих біомолекул: фурфуролу, гліцину і уретану. Для проведення досліджень було модернізовано спектрометр міліметрового діапазону РІ НАНУ і мікрохвильовий спектрометр Лабораторії ФЛАМ, Університет м. Лілль, Франція. За допомогою цих, а також деяких інших спектрометрів в роботі одержано нові експериментальні дані для обертальних спектрів досліджуваних молекул, які дозволили уточнити та розширити набір спектроскопічних параметрів для цілого ряду коливальних станів, а також вперше отримати параметри обертального гамільтоніану для деяких збуджених коливальних станів молекули фурфуролу і молекули уретану.

1. В діапазоні 7 – 20 ГГц проведено нові виміри мікрохвильового спектра основних коливальних станів транс- і цис-фурфуролу. Точність виміру частоти для цього діапазону підвищена майже на порядок. Також проведені дослідження всіх однократно ізотопозаміщених різновидів молекули фурфуролу для ізотопів ¹³С і ¹⁸О в природній концентрації. На основі даних, одержаних у ході аналізу обертальних спектрів ізотопічних різновидів, розрахована структура молекули фурфуролу із застосуванням різних моделей, таких як r_s й r_p-Kr структури. В діапазонах 49 – 149 ГГц, 200 – 250 ГГц й 300 – 330 ГГц проведені нові широкодіапазонні записи обертального спектра фурфуролу. Проведено виміри понад 5500 частот переходів станів, що становлять найбільший інтерес з погляду радіоастрономічних спостережень: основних коливальних станів обох конформерів і коливального стану транс-фурфуролу. Більшість частот переходів виміряно з точністю не гірше 0.005 – 0.010 МГц. Для всіх станів уперше одержано значення всіх квартичних, а також деяких секстичних і октичних параметрів відцентрового збурювання. На основі широкодіапазонних записів спектра фурфуролу також проведена ідентифікація інших збуджених коливальних станів обох конформерів. Усього ідентифіковано 15 коливальних станів (9 для транс-фурфуролу й 6 для цис-фурфуролу) з них 6 станів ідентифіковано вперше.

2. В діапазоні частот 75 – 260 ГГц із точністю не гірше 0.05 МГц виміряні частоти 162 обертальних переходів конформеру 1 гліцину (44, 15) і 122 переходів конформеру 2 (43, 14). Уточнено значення квартичних параметрів відцентрового збурювання, а також уперше розраховані значення деяких секстичних. Одержаний набір обертальних постійних гліцину є надійною основою для екстраполяції значень частот обертального спектра в більш короткохвильову область спектру. Вперше одержано опис обертального спектру гліцину на рівні експериментальної точності.

3. В діапазоні 7 – 20 ГГц проведені нові виміри обертального спектра уретану в основному коливальному стані. Уперше досліджена квадрупольна й спін-спінова надтонка структура основного коливального стану обох конформерів. Показано, що ідентифікація R-переходів конформера 1 у попередній роботі з дослідження мікрохвильового спектра уретану була помилковою і призвела до неправильного розрахунку обертальних постійних. У діапазонах 49 – 118 й 150 – 235 ГГц отриманий практично безперервний запис обертального спектра уретану. Усього для основних коливальних станів обох конформерів уретану було виміряно понад 2400 частот переходів. Уперше одержані значення всіх секстичних і деяких октичних параметрів відцентрового збурювання. Також проведено ідентифікацію та одержано набір параметрів гамільтоніану для низьколежачих коливальних станів уретану: =1 і =1 конформеру 2 і =1 конформеру 1. При цьому, обертальні спектри коливальних станів =1 конформеру 2 й =1 конформеру 1 ідентифіковано вперше.

4. У результаті модернізації мікрохвильового спектрометра РІ НАНУ була розроблена нова система керування спектрометром і нове програмне забезпечення. Впровадження широкодіапазонного режиму в мікрохвильовий спектрометр Лабораторії ФЛАМ дозволило значно підвищити швидкість запису спектру. Точність виміру частоти для спектрометра Лабораторії ФЛАМ підвищена в 5 разів.

Публікації автора:

1. Ilyushin V.V., Alekseev E.A., Dyubko S.F., Motiyenko R.A., Lovas F.J. Millimeter wave spectrum of glycine // J. Mol. Spectrosc. – 2005. – Vol. 231. – P. 15-22.

   Илюшин В.В., Алексеев Е.А., Дюбко С.Ф., Мотиенко Р.А. Лабораторные исследования спектров молекул в Радиоастрономическом институте НАН Украины // Радиофизика и радиоастрономия. – 2005. – Т. 10. – С.160-185.

   Motiyenko R.A., Alekseev E.A., Dyubko S.F., Lovas F.J. Microwave spectrum and structure of furfural // J. Mol. Spectrosc. – 2006. – Vol. 240. – P. 93-101.

   Motiyenko R.A., Alekseev E.A., Dyubko S.F. Microwave spectroscopy of furfural in vibrationally excited states // J. Mol. Spectrosc. – 2007. – Vol. 244. – P. 9-12.

   Результати дисертації додатково висвітлені у таких працях:

   1. Motiyenko R.A., Alekseev E.A., Dyubko S.F., Lovas F.J. Microwave spectrum and structure of furfural // Proc. of 19^th International Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy, Prague, Czech Republic, 2006. – P.48.

   2. Motiyenko R.A., Goubet M., Habinshuti J., Huet T.R., Asselin P., Soulard P., Alekseev E.A. Microwave and infrared spectra of urethane // Proc. of 62^nd OSU International Symposium on Molecular Spectroscopy, Columbus, Ohio, USA, 2007. – P. 197.

   3. Alekseev E.A., Motiyenko R.A. High-precision millimeter-wave spectrometer: last improvements // Proc. of VI International Kharkov Symposium “Physics and engineering of millimeter and submillimeter waves”, Kharkov, Ukraine, 2007. – P. 797-799.

   4. Motiyenko R.A., Alekseev E.A., Dyubko S.F. Microwave spectroscopy of furfural in vibrationally excited states // Proc. of VI International Kharkov Symposium “Physics and engineering of millimeter and submillimeter waves”, Kharkov, Ukraine, 2007. – P. 803-805.

   5. Motiyenko R.A., Goubet M., Habinshuti J., Huet T.R., Asselin P., Soulard P., Alekseev E.A. Microwave and infrared spectra of urethane // Proc. of 20^th Colloquium on High Resolution Molecular Spectroscopy, Dijon, France, 2007. – P. 344.

   6. Alekseev E.A., Motiyenko R.A. A new approach for investigating of baseline influence on line shape // Proc. of 20^th Colloquium on High Resolution Molecular Spectroscopy, Dijon, France, 2007. – P. 387.