The problem of a vibrating-rotating polyatomic molecule is treated, with emphasis given to the case of molecules with C_3v symmetry. It is shown that several of the gross features of the rotational spectra of polyatomic molecules in excited vibrational states can be predicted by group theoretical considerations. Expressions for the rotational transition frequencies of molecules of C_3v symmetry in the ground vibrational state, singly excited degenerate vibrational states, and doubly excited degenerate vibrational states are given. The derivation of these expressions by fourth order perturbation theory as given by Amat, Nielsen, and Tarrago is discussed. The ground and V_10=1 rotational spectra of propyne have been investigated in the 17 to 70 GHz, and 17 to 53 GHz regions, respectively, and compared with predictions based on higher frequency measurements. The V_9=1 and V_10=2 rotational spectra of propyne have been investigated and assigned for the first time. A perturbation of the V_9=1 rotational spectra for K=-l has been discovered and discussed.

A source-modulation microwave spectrograph was utilized to measure line width parameters for several spectral lines in the pure rotational spectrum of formaldehyde (H₂CO). The spectrograph featured high-gain ac amplification and phase-sensitive detection, and was capable of measuring microwave lines having absorption coefficients as small as 10⁻⁷ cm⁻¹ with a frequency resolution on the order of 30 kHz. Center frequencies of the measured lines varied from 4,830 MHz to 72,838 MHz; hence, most of the observations were made on transitions between K-doublets in the rotational spectrum. Corrections were applied to the measured line width parameters to account for Doppler broadening and, where possible, for deviations due to magnetic hyperfine structure in some of the K-doubled lines. Low modulation voltages and low microwave power levels were used to minimize modulation and saturation broadenings; other extraneous broadenings were found to be insignificant. The primary broadening mechanism at low gas pressure is pressure broadening, and a review of this topic is included. Line width parameters for the several observed transitions were determined by graphing half-widths versus pressure for each spectral line, and performing a linear least-squares fit to the data points. Repeatability measurements indicated the accuracy of the line width parameters to be better than ±10 percent. The reasons for this repeatability spread are discussed, Broadening of each line was measured for self- and foreign-gas broadening by atomic helium and diatomic hydrogen. Effective collision diameters were calculated for each broadening interaction, based on the observed rates of broadening.

No description available.

Measurement of the line width parameters of a molecule is of interest because collision diameters can be calculated from them. This gives an effective size of the molecule when it is involved in interactions with other molecules. Further, specific types of interactions can be inferred from detailed information about the dependence of the line width upon pressure. In this paper, an experiment for measuring line width parameters for methyl cyanide is described and the results of the experiment are analyzed. This investigation was successful in obtaining precise values for the line width parameter for the J-J' = 0-1, J-J'= 1-2, and J-J' = 2-3 transitions of methyl cyanide which agree with experimental values of other researchers where available. It was found that standing waves were the dominant effect in the measurement of center frequency shift.

Various modern spectroscopies have been utilized with considerable success in recent years to probe the dynamics of vibrational and reorientational relaxation of molecules in condensed phases. We have studied the temperature dependence of the polarized and depolarized Raman spectra of various modes in the following dihalomethanes: dibromomethane, dichloromethane, dichloromethane-d2, and bromochloromethane. Among other observed trends, we have found the following: Vibrational dephasing times calculated from the bend) and (C-Br stretch) lineshapes are of the same magnitude in CI^B^. The vibrational dephasing time of [C-D(H) stretch] is twice as long in CD2Cl2 as in CH-^C^, and the relaxation time of (C-Cl stretch) is greater in CI^C^ than in CD2CI2. Isotropic relaxation times for all three stretching vibrations are significantly shorter in C^BrCl than in CI^C^ or CI^B^. Application of the Kubo model revealed that derived modulation times are close to equal for equivalent vibrations in the various dihalomethanes. Thus, the more efficient relaxation of the A^ modes in CE^BrCl can be attributed almost entirely to the broader mean squared frequency perturbation of the vibrations in this molecule.

The rotational microwave spectra of the three isotopes (^13CH_3^12C^15N, ^12CH_3^13C^15N, and ^13CH_3^13C^15N) of the methyl cyanide molecule in the v_8=3, v_8=2, v_7=1 and v_4=1 vibrational energy levels for the rotational components 1£J£5 (for a range of frequency 17-95 GHz.) were experimentally and theoretically examined. Rotational components in each vibration were measured to determine the mutual interactions in each vibration between any of the vibrational levels investigated. The method of isotopic substitution was employed for internal tuning of each vibrational level by single and double substitution of ^13C in the two sites of the molecule. It was found that relative frequencies within each vibration with respect to another vibration were shifted in a systematic way. The results given in this work were interpreted on the basis of these energy shifts. Large departure between experimentally measured and theoretically predicted frequency for the quantum sets (J, K=±l, ϑ=±1), Kϑ-l in the v_8=3 vibrational states for the ^13c and ^15N tagged isotopes of CH_3CN showed anomalous behavior which was explained as being due to Fermi resonance. Accidently strong resonances (ASR) were introduced to account for some departures which were not explained by Fermi resonance.

Nuclear magnetic resonance (NMR) provides a convenient probe for the study of molecular reorientation in liquids because nuclear spin-lattice relaxation times are dependent upon the details of molecular motion. The combined application of Raman and Infrared (IR) lineshape analysis can furnish more complete information to characterize the anisotropic rotation of molecules. Presented here are the studies of NMR relaxation times, together with Raman/IR Mneshape analysis of the solvent and temperature dependence of rotational diffusion in 1,3,5-tribromobenzene and 1,3,5-trifluorobenzene. In these experiments, it was found that the rotational diffusion constants calculated from Perrin's stick model were two to three times smaller than the measured values of D, and D,,. Similarly, rotational diffusion constants predicted by the Hu-Zwanzig slip model were too large by a factor of 2. Application of the newer Hynes-Kapral-Weinberg model furnished rotational diffusion constants that were in reasonable agreement with the experimental results. The vibrational peak frequencies and relaxation times of the isotropic Raman spectra of the υ1 modes of CD2Br2 and CHBr3 were studied in solution. The frequency shifts in non-interactive solvents were explained well on the basis of solution variations in the dispersion energy. In Lewis bases, the displacements were in some, but not all, cases greater than predicted. On the other hand, it was found that the vibrational relaxation times of the C-H/C-D modes decreased dramatically in all Lewis base solvents. Therefore, it was concluded that relaxation times of the υ1 modes, rather than frequency shifts, furnish a more reliable measure of hydrogen bonding interactions of halomethanes in solution.

Nous avons contribué à l’amélioration du modèle global de 12C2H2. Ce modèle, exploitant la notion de polyade, a pris en compte l’ensemble des données spectrales de vibration-rotation de la littérature concernant des niveaux de vibration jusqu’à 8900 cm-1. Au terme de notre travail, les 18415 raies publiées dans la littérature sont reproduites par le modèle endéans 3 fois leur incertitude expérimentale qui est typiquement de l’ordre voire meilleure que 0,001 cm-1. L’introduction des interactions de type Coriolis, réalisée pour la première fois pour l’acétylène dans une perspective globale aux côtés des interactions de type vibrationnel, s’est révélée déterminante dans la qualité des résultats. La totalité des énergies de vibration-rotation de la molécule a été prédite jusqu’à des énergies de l’ordre du visible et pour des valeurs du nombre quantique de rotation allant jusqu’à 120. Nous avons exploité ces résultats pour calculer de manière exhaustive les intensités spectrales dans les régions importantes pour la détection de 12C2H2 dans les atmosphères stellaires et planétaires, impliquant un calcul des fonctions de partition jusqu’à 2000 K avec une précision inégalée dans la littérature. D’autres paramètres thermodynamiques, énergie de Helmholtz, entropie, enthalpie et capacité calorifique à pression constante ont été calculées dans la foulée, tenant compte des deux isomères de spin de la molécule. <p>Au cours de ce travail, une banque de donnée a été mise sur pied, rassemblant les positions de toutes les raies de vibration-rotation connues de 12C2H2 et impliquant des niveaux de vibration jusqu’à 8900 cm-1. Nous avons alimenté cette banque de données, base du modèle global, en nous focalisant sur l’analyse de trois régions spectrales à partir de nouveaux spectres acquis via des collaborations internationales.<p>La première région considérée est celle de l’infrarouge lointain, les spectres étant enregistrés par le Dr A. Predoi-Cross utilisant le rayonnement synchrotron de la « Canadian Light Source ». Les niveaux de pliage à basse énergie sont impliqués, entre 0 et 3000 cm-1. Nous avons étudié en particulier la bande de différence v5-v4 située vers 117 cm-1 et les bandes chaudes associées. Un ensemble de 731 nouvelles raies ont été attribuées sur ce spectre. De nouvelles données ont été obtenues sur 12C13CH2 à cette occasion. <p>La seconde région qui nous a occupé est celle de la première excitation –CH, vers 3300 cm-1. Des spectres d’émission à très haute température (~1455 K) ont été enregistrés par le groupe du Prof. R. Georges à l’université de Rennes. 3811 nouvelles raies ont été attribuées sur ces spectres, les bandes chaudes observées et analysées impliquant jusqu’à 4 quanta d’excitation des modes de pliage et atteignant des niveaux de vibration jusqu’à 6000 cm-1. <p>La troisième région analysée est celle de la seconde excitation –CH, vers 6700 cm-1, sur base de spectres à très haute résolution enregistrés par le groupe du Dr. A. Campargue à l’université de Grenoble. L’analyse de ces spectres nous a permis d’attribuer 1825 nouvelles raies et, via les bandes chaudes, d’accéder aux niveaux de vibration excités jusqu’à 8900 cm-1. <p>L’ensemble de ces nouvelles raies a été ajustée simultanément avec les données de la littérature utilisant 396 paramètres effectifs dont la pertinence a été examinée. La déviation standard sans dimension est de 1.07.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Afin de progresser dans la compréhension de la structure de vibration-rotation de l'acétylène dans son état électronique fondamental, un modèle global a été développé avec succès pour trois de ses isotopologues, permettant d'attribuer de nouvelles données de spectres enregistrés sous diverses conditions expérimentales. L'ensemble des programmes d'analyse rovibrationnelle globale conçus à l'Université Catholique de Louvain par le Pr. A. Fayt et al. ont été utilisés pour répondre aux demandes de collaborateurs tels que les Prs. A. Campargue, A. Jolly ou encore R. Georges dans le cadre de plusieurs problèmes de type spectroscopique, notamment pour des applications astrophysiques. Le modèle global et son pouvoir prédictif mis ainsi à l'épreuve, nous avons démontré la validité de nos jeux de paramètres pour ces trois molécules.<p><p>Concernant l'isotopologue principal, $H^{12}C^{12}CH$, 14 nouvelles bandes ont été mises à jour à partir de spectres enregistrés en CRDS à Grenoble par A. Campargue et al. Une analyse rovibrationnelle globale a été effectuée jusqu'à une énergie de 8600 cm$^{-1}$. 10750 raies ont été ajustées simultanément sur les 12137 attribuées dans la littérature. 266 paramètres ont été déterminés par la méthode de moindres-carrés. La déviation standard sans dimension du fit est de 0.92. La bande $u_{5}$-$u_{4}$, centrée vers 117 cm$^{-1}$ a été simulée. La valeur du moment de transition associé, $ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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