Исследователи из Канады с помощью спектральных методов впервые смогли расшифровать строение кластеров, образуемых диоксидом углерода. Результаты исследования могут дать весьма полезную информацию о природе межмолекулярных взаимодействий.
Несмотря на важную роль, которую кластеры диоксида углерода играют в атмосферной химии или при образовании сверхкритических систем, уже применяющихся как растворители для промышленных процессов, спектральная идентификация и изучение строения кластеров из CO2 до настоящего времени были ограничены изучением характеристик димера и тримера углекислого газа; кластеры с большей массой разлагались до проведения анализа.
Роберту МакКеллару (Robert McKellar) и его группе из Университета Калгари с помощью ИК спектроскопии высокого разрешения удалось идентифицировать кластеры от (CO2)6 до (CO2)13.
Исследователи из Канады смогли провести квантовохимическое моделирование параметров ИК спектров, после чего сравнение экспериментально зарегистрированных и теоретически предсказанных спектров позволило расшифровать строение изученных кластеров. МакКеллар отмечает, что полученные в его группе результаты могут дать новую информацию о межмолекулярных взаимодействиях и об особенностях перехода молекул из газовой фазы в конденсированное состояние
Свойства конденсированной формы диоксида углерода определяются характером межмолекулярных связей, возникающими между молекулами CO2. Таким образом, изучение кластеров, позволяющее изучать межмолекулярное непосредственно, может оказаться важным элементом для установления тонких свойств твердого углекислого газа.
Помимо теоретического предсказания свойств твердого углекислого газа, изучение взаимодействий, реализующихся в кластерах CO2, может найти и практическое применение – поскольку сверхкритический углекислый газ используется в качестве «зеленого» , растворителя для многих реакций, исследование процессов, протекающих при образовании межмолекулярных взаимодействий между CO2 и растворенным веществом, сможет послужить для оптимизации этих реакций. В планах группы МакКеллара разработка методов для наблюдения и регистрации спектральных свойств кластеров большего, чем (CO2)13 размера.
