У дисертації вперше методом ІЧ-спектроскопії досліджені процеси утворення самоасоціатів молекул фенолів, p-бензохінону, піримідину й 2-амінопіримідину в низькотемпературних матрицях аргону й неону. Встановлено структури цих самоассоциатов, а також гетерокомплексів піримідин-хінон і 2-амінопіримідин-хінон. Обчислено молярні інтегральні коефіцієнти поглинання для спектральних смуг ізольованих молекул досліджених речовин, а також найбільш характерних смуг їхніх комплексів. Показано, що у всіх досліджених комплексах молекули зв'язані або класичними Н-зв'язками, або слабкими водневими зв'язками за участю С-Н груп. Стэкинг-комплекси цих молекул не спостерігаються. Виявлено наявність обмеженої в часі дифузії домішкових молекул у поверхневому шарі зростаючого зразка. Розроблено метод розрахунку кількості мономерів, димерів і більш складних комплексів при різній концентрації домішок в аргоновій матриці з обліком такої обмеженої дифузії. Отримані в роботі експериментальні дані про співвідношення кількостей мономерів і комплексів залежно від концентрації речовини істотно розширюють можливості методу матричної ізоляції в напрямку дослідження міжмолекулярних взаємодій. Отримані спектральні характеристики молекулярних комплексів можуть бути основою для вдосконалення теоретичних методів розрахунку ІЧ-спектрів поглинання світла ізольованих молекул і їхніх комплексів. Рішення поставлених у даній роботі завдань дозволяє зробити наступні висновки: 1. З порівняння результатів, отриманих методом низькотемпературної матричної ІЧ-спектроскопії й квантовомеханічних ab іnіtіo розрахунків, витікає, що структура вивчених Н-зв'язаних комплексів у матрицях інертних газів відповідає структурі комплексів, утворених у вільному стані. 2. Основним процесом, що порушує випадковий розподіл домишкових молекул у матриці, є трансляційна дифузія в поверхневому шарі під час росту зразка, що приводить до збільшення кількості комплексів. 3. При температурах 25 - 30 К у аргоновій матриці має місце оріентаційна дифузія домішкових молекул, яка сприяє формуванню комплексів з найбільш енергетично вигідною структурою. 4. Взаємодія домішкової органічної молекули з матрицею може призводити до виникнення енергетичного порога, що перешкоджає утворенню молекулярних комплексів. За нашими оцінками, для стэкинг- комплексів розглянутих з'єднань величина цього порога істотно більше, ніж для комплексів із плоскою структурою, й перевищує енергію зв'язку в стэкинг-структурах. 5. При дослідженні комплексів молекул більшого розміру, ніж молекули бензолу або піримідину, використання неонової матриці є кращим у порівнянні з аргоновою матрицою, яка обмежує рухливість таких молекул і тим самим знижує ефективність утворення комплексів. Основні результати дисертації опубліковані в роботах: 1. Плохотниченко А.М. Иванов А.Ю. Радченко Е.Д. Шеина Г.Г. Благой Ю.П. Влияние ориентационной диффузии на образование водородносвязаных комплексов фенолов в матрице аргона // Физика низких температур. –1993. -Т. 19, №9. -С. 1029 - 1033. 2. MacCarthy W., Smets J., Adamowicz L., Plokhotnichenko A.M., Radchenko E.D., Sheina G.G., Stepanian S.G. Competition between H-bonded and stacked dimers of pyrimidine. IR and theoretical ab initio study. // Mol. Phys. -1997. -Vol. 91, № 3. -P. 513 - 525. 3. MacCarthy W., Plokhotnichenko A.M., Radchenko E.D., Smets J., Smith D.M.A., Stepanian S.G., Adamowicz L. H-bonded and stacked dimers of pyrimidine and p-benzoquinone. A combined matrix isolation infrared and theoretical ab initio study // J. Phys. Chem. -1997. -Vol. 101A, № 39. -P. 7208 - 7216. 4. Plokhotnichenko A.M., Radchenko E.D., Stepanian S.G., Adamowicz L. p-Quinone dimers: H-bonding vs stacked interaction. Matrix-isolation infrared and ab-initio study // J. Phys. Chem. -1999. -Vol. 103A, № 50. -P. 1052 - 1059. 5. Плохотниченко А.М. Радченко Е.Д. Благой Ю.П. Карачевцев В.А. Димеры фенола в матрицах аргона и неона // Физика низких температур. –2001. -Т. 27, № 8. -С. 901 - 914. 6. Плохотниченко А.М. Степаньян С.Г. Адамович Л. Карачевцев В.А. Водородносвязанные комплексы 2-аминопиримидин – парабензохинон в аргоновой матрице // Физика низких температур. –2006. -Т. 32, № 2. -С. 201-213. 7. Плохотниченко А.М.,Степаньян С.Г., Шеина Г.Г., Радченко Е.Д. Колебательные спектры и структура гидратов и автоассоциатов цитозина // VI конференция по спектроскопии биополимеров. Тезисы докладов. –Харьков (Украина). –1988. – С. 240 – 241. 8. Плохотниченко А.М., Радченко Е.Д., Шеина Г.Г. Исследование водородносвязанных комплексов фенола и 1,2-; 1,3-; 1,4-дифенолов в аргоновых матрицах // 1-й Украинско-Польский симпозиум по водородной связи. Тезисы докладов. –К: Институт физики АНУ. –1992. –С. 49. 9. Плохотніченко О.М., Радченко Є.Д., Степаньян С.Г., Адамович Л. Водневозв'язани та стекінг гомо- та гетеродімери систем, що моделюють пари основ нуклеїнових кислот // Тези доповідей II з'їзду українського біофізичного товариства. – Харків (Україна). – 1998. – С. 57. Анотація: Плохотніченко О. М. Водневозв’язані й ван-дер-Ваальсові комплекси похідних піримідину й бензолу в матрицях аргону й неону. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за фахом 01.04.14 - теплофізика і молекулярна фізика. Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б. І. Вєркіна НАН України, Харків, 2006 р. У роботі вперше методом ІЧ-спектроскопії досліджені процеси утворення Н-зв'язаних комплексів фенолів, p-бензохинону, піримідину й 2- амінопіримідину в низькотемпературних матрицях аргону і неону. На основі кількісного аналізу ІЧ-спектрів поглинання зразків, що містять досліджувані речовини при різних концентраціях, обчислені молярні інтегральні коефіцієнти поглинання для спектральних смуг ізольованих молекул і найбільш характерних смуг комплексів. Визначено залежність кількості мономерів і Н-зв'язаних димерів від концентрації речовини в матриці й оцінена роль дифузії домішкових молекул у формуванні комплексів. Запропоновано комп'ютерну модель, що дозволяє досить точно оцінювати кількості комплексів різного складу в матриці аргону в широкому діапазоні концентрацій. На підставі порівняння експериментальних і розрахованих теоретично ІЧ- спектрів поглинання визначені структури комплексів, що утворюються в матриці. У всіх випадках виявлені комплекси формувалися за рахунок водневих зв'язків, у той час як стекінг-комплекси знайдені не були. Ключові слова: матрична ізоляція, ІЧ-спектроскопія, Н-зв'язані комплекси, дифузія, піримідин, хінон, феноли. Аннотация: Плохотниченко А. М. Водородносвязаные и ван-дер-ваальсовы комплексы производных пиримидина и бензола в матрицах аргона и неона. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.14 - теплофизика и молекулярная физика. Физико-технический институт низких температур им. Б. И. Веркина НАН Украины, Харьков, 2006 г. В работе впервые методом ИК-спектроскопии исследованы процессы образования Н-связанных комплексов фенолов, p-бензохинона, пиримидина и 2-аминопиримидина в низкотемпературных матрицах аргона и неона. На основе количественного анализа ИК-спектров поглощения образцов, содержащих исследуемые вещества при различных концентрациях, вычислены молярные интегральные коэффициенты поглощения для спектральных полос изолированных молекул и наиболее характерных полос комплексов. Определена зависимость количества мономеров и Н-связанных димеров от концентрации вещества в матрице и определена роль диффузии примесных молекул в формировании комплексов. Предложена компьютерная модель, позволяющая достаточно точно оценивать количества комплексов различного состава в матрице аргона в широком диапазоне концентраций. На основании сравнения экспериментальных и рассчитанных теоретически ИК-спектров поглощения определены структуры образующихся в матрице комплексов. Для всех исследованных образцов комплексы формировались за счет водородных связей, в то время как стэкинг-комплексы обнаружены не были. | 