First-principles approach to calculating collision-induced absorption for H2–H2 pairs for the rotational, fundamental, and first overtone bands at 300K

Palavras-chave: Absorção induzida por colisão, Momento de dipolo induzido, Pares de Hidrogênio Moleculares.

Resumo

A absorção na banda roto-translacional de H2 -H2 é relevante para as atmosferas de corpos celestes e planetas externos, caracterizados por temperaturas elevadas, promovendo uma excitação roto-vibracional significativa. Uma análise comparativa do espectro de absorção H2 -H2 com medições laboratoriais a 300K revela uma concordância consistente em toda a faixa de frequência (0 - 10000 cm-1). O espectro é principalmente influenciado pelos componentes do dipolo induzido pelo quadrupolo (λ1 λ2 ΛL), com as contribuições mais significativas provenientes de 0223 e 2023. Estes componentes, especialmente 0223 e 2023, desempenham um papel dominante. Além de 3000 cm-1, componentes adicionais como a interação quadrupolar (λ1 λ2 ΛL = 2233) e outros (λ1 λ2 ΛL = 0221, 0443, 4043, 0445 e 4045) contribuem para a absorção total.

Referências

1. Crawford, M. F.; Welsh, H. L.; Locke, J. L.; Physical Review 1949, 75, 1607.

2. Welsh, H. L.; Crawford, M. F.; MacDonald, J. C. F.; Chisholm, D. A.; Physical Review 1951, 83, 1264.

3. H. L. Welsh.; In MTP International Review of Science—Physical Chemistry, Series One, Vol. III: Spectroscopy.; Buckingham, A. D., Ramsay, D. A., Eds.; Butterworths: London, 1972.

4. Allin, E. J.; Hare, W. F. J.; MacDonald, R. E.; Physical Review 1955, 98, 554.

5. Frommhold, L.; Collision-Induced Absorption in Gases; Cambridge University Press, 1994.

6. Zheng, C.; Borysow, A.; Astrophys J 1995, 441, 960.

7. Linsky, J. L.; Astrophys J 1969, 156, 989.

8. Meyer, W.; Borysow, A.; Frommhold, L.; Phys Rev A (Coll Park) 1989, 40, 6931.

9. Gustafsson, M.; Frommhold, L.; Bailly, D.; Bouanich, J.-P.; Brodbeck, C.; J Chem Phys 2003, 119, 12264.

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.; J Quant Spectrosc Radiat Transf 2022, 277, 107949.

11. Poll, J. D.; Wolniewicz, L.; J Chem Phys 1978, 68, 3053.

12. Abel, M.; Frommhold, L.; Can J Phys 2013, 91, 857–869.

13. Varghese, G.; Prasad, R. D. G.; Paddi Reddy, S.; Phys Rev A (Coll Park) 1987, 35, 701.

14. Li, X.; Hunt, K. L. C.; Wang, F.; Abel, M.; Frommhold, L.; Int J Spectrosc 2010, 2010, 371201-11.

15. Gush, H. P.; Nanassy, A.; Welsh, H. L.; Can J Phys 1957, 35, 712.

16. Patch, R. W. J; Quant Spectrosc Radiat Transf 1971, 11, 1331.

17. Watanabe, A.; Hunt, J. L.; Welsh, H. L.; Can J Phys 1971, 49, 860.

18. Bouanich, J. P.; Brodbeck, C.; Nguyen-Van-Thanh; Drossart, P.; J Quant Spectrosc Radiat Transf 1990, 44, 393.

19. Bouanich, J. P.; Brodbeck, C.; Drossart, P.; Lellouch, E.; J Quant Spectrosc Radiat Transf 1989, 42, 141.

20. Meyer, W.; Frommhold, L.; Birnbaum, G.; Phys Rev A (Coll Park) 1989, 39, 2434.

21. Bachet, G.; Cohen, E. R.; Dore, P.; Birnbaum, G.; Can J Phys 1983, 61, 591.

22. Brodbeck, C.; Nguyen-Van-Thanh; Jean-Louis, A.; Bouanich, J.-P.; Frommhold, L.; Phys Rev A (Coll Park) 1994, 50, 484.

23. Hunt, J. L.; Welsh, H. L.; Can J Phys 1964, 42, 873.

Publicado
2024-04-25
Como Citar
L. P. Costa, F., & V. S. Mota, G. (2024). First-principles approach to calculating collision-induced absorption for H2–H2 pairs for the rotational, fundamental, and first overtone bands at 300K. Revista Processos Químicos, 18(35), 57-63. https://doi.org/10.19142/rpq.v18i35.720