Published April 23, 1981 | Version v1
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Raman scattering study of the dynamics of some fluorine compounds in the liquid phase

Description

This manuscript deals with the application of various rotational and vibrational relaxation theories to the dynamic study of some high symmetry fluorine compounds. After a theoretical recall of the models we used, special attention is paid to the significance of the physical quantities derived from the Raman band contour analysis. Two types of movements are described: monomolecular ones and those involving many-body interactions. The first ones are studied through GORDON's and CHANDLER's models applied to NOF3, CF4 in Argon and SF6 in Oxygen and Krypton, and through DEBYE's model for the anisotropic PF3 molecule. A semiquantitative approach of the many-body interaction is given in the transition dipole - transition dipole coupling study of the highly infrared active modes in NOF3 and CF4. Generally, these theories are in fairly good agreement with experiment if one does not compare the results obtained on various compounds. Incoherencies may then appear between the values of the physical constants derived and those given in the literature. If the too small collision roughness of NOF3 can be explained by its peculiar type of atom bonding, the low reorientational anisotropy observed for PF3 enhances a major lack in DEBYE's model: it neglects interactions between neighbouring molecules of great importance in high density systems. CHANDLER's model is faulty in the case of SF6 dissolved in liquid Krypton because the size of Krypton no longer makes it a real hard sphere. To conclude we would say that experiment yielded results whose interpretation is no longer limited by the experimental quality but essentially by the over simplifications made in the models at our disposal. The appearance of new models based on numerical simulation gives a great hope for a better understanding of liquid dynamics. (author)

Abstract (French)

Ce memoire presente l'application des theories de relaxation vibrationnelle et rotationnelle a l'etude de la dynamique de molecules fluorees de haute symetrie en phase liquide pure ou en solution. Apres un rappel theorique des divers modeles employes, nous portons notre attention sur la signification des grandeurs physiques qu'ils nous permettent d'extraire du profil des bandes de diffusion Raman. Deux types de mouvements sont envisages: les mouvements monomoleculaires et les mouvements a caractere collectif. Les premiers sont etudies par les modeles de GORDON et de CHANDLER pour NOF3 et CF4 dans l'argon et SF6 dans l'oxygene et le krypton, et par le modele de DEBYE pour la molecule anisotrope PF3. Une approche semi-quantitative des mouvements collectifs est tentee par l'etude du couplage dipolaire de transition dans les modes a haute activite infrarouge de NOF3 et CF4. Dans l'ensemble les theories dont nous disposons donnent un accord acceptable avec l'experience, si l'on omet de comparer entre eux les resultats obtenus sur divers composes. On remarque, lors de ces comparaisons, des incoherences entre les grandeurs physiques obtenues et les donnees physico-chimiques disponibles. Si la trop faible rugosite des collisions de NOF3 peut s'expliquer par la nature particuliere des liaisons interatomiques, la faible anisotropie de reorientation observee pour PF3 semble avoir pour origine un defaut majeur du modele de DEBYE. Ce dernier neglige des interactions entre plus proches voisins dont l'influence est capitale a forte densite. Le modele de spheres dures rugueuses de CHANDLER est mis en defaut dans le cas de SF6 dissous dans le krypton ou les dimensions du krypton ne permettent plus de le considerer comme une sphere dure. En conclusion, on remarque que les experiences ont conduit a des resultats dont l'interpretation n'est plus limitee par la qualite experimentale mais uniquement par les simplifications parfois grossieres des modeles disponibles actuellement. L'apparition de nouveaux modeles bases sur la simulation numerique permet d'esperer une nette amelioration dans la description des liquides. (auteur)

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Original title (French)
Etude par diffusion Raman de la dynamique de composes fluores en phase liquide

Publishing Information

Imprint Pagination
188 p.
Report number
CEA-N--2218

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Notes
151 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/