جزيي ة SiF بواسطة دراسة وحساب الخصاي ص الطيفية لاهتزازات البرامج شبه التجريبية حيدر محمد جواد حيدر وسام حسن مهدي قسم الفيزياء كلية التربية للبنات جامعة الكوفة. الكوفة- العراق. الخلاصة تم في هذا البحث دراسة وحساب ا هم الخصاي ص الطيفية لاهتزازات جزيي ة SiF وذلك با ستخدام البرامج النظرية شبه التجريبية وبطريقة MNDO-PM3) ) وحساب الا طوال الموجية وتماثل ك لا منها وكذلك تم حساب الشكل الهندسي الفراغي للجزيي ة من خلال المصفوفة الابتداي ية والنهاي ية التي تحتوي على ا طوال الا واصر وعلى الزوايا بين الا واصر وزوايا السطوح وشحنة كل ذرة في الجزيي ة. وكذلك تم حساب طاقة الجزيي ة الكلية Enrgy) (Total وطاقة التا صر nrgy) (Binding والطاقة الالكترونية nrgy) (Elctronic وطاقة تنافر الا لباب rpulsion) (cor-cor وجهد التا ين potntial) (Ionization والوزن الجزيي ي wight) (Molcular وكذلك تم رسم منحني طاقة الجهد للجزيي ة حيث اعتمد الرسم على تغيير طول الا صرة (Si-F) مقابل ما يتم الحصول عليه من قيم الطاقة المقابلة وبالا ضافة ا لى ذلك تم حساب القيم الطاقية للمدارات الجزيي ية بما فيها ا على مدار جزيي ي مشغول بالالكترونات (HOMO) وا وطا مدار جزيي ي غير مشغول بالالكترونات.(LUMO) STUDYING AND CALCULATION of THE SPECTRAL PROPERTIES FOR SIF MOLECULE VIBRATIONS BY SEMI EMPIRICAL PROGRAMS Haidr Mohammd Jawad Haidr, Wissam Hassan Mahdi Dpartmnt of Physics, Collg of Education for Girls, Univrsity of Kufa. Kufa-Iraq. Abstract In this rsarch, th mor important spctral proprtis of vibration SiF molcul hav bn studid and calculatd by using th smi-mpirical thortical programs in mthod (MNDO/PM3). Th wav lngths of that vibrations hav bn calculatd and symmtric both of thm. Also, th gomtric spac shap of ion has bn calculatd by using initial and final matrics that includ bonds lngth, th angl btwn bonds, dihdral angls and th charg of ach atom in ion. Total nrgy, Binding nrgy, Elctronic nrgy, Cor-cor rpulsion, Ionization potntial and Molcular wight hav bn calculatd. Also, th curv of potntial of ion was drawn whr it dpnd on th changing in bond lngth of (Si-F) vrss th opposit nrgy valu. In addition, th nrgy valu of molcular orbital was computd with calculation of th nrgy of th highst occupid molcular orbital (HOMO) and th lowst unoccupid molcular orbital (LUMO).
المقدمة ا ن لجزيي ات هاليدات ا شباه الموصلات ا همية كبيرة من الناحية العلمية والصناعية. مما جعل العلماء يهتمون بدراسة خصاي صها نظريا وعمليا. وكان للخصاي ص الطيفية الاهتمام الا كبر لا نه يعطي وصفا كاملا لتركيب الجزيي ة ومستويات الطاقة فيها والمسافات البينية وكثير من المعلمات الا خرى. ا ن كل الجزيي ات تمتلك ثلاث انتقالات طيفية ري يسية هي الانتقالات الالكترونية وتقع تردداتها في المنطقة المري ية والفوق بنفسجية والانتقالات الاهتزازية وتقع تردداتها في المنطقة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة والانتقالات الدورانية وتقع تردداتها في المنطقة تحت الحمراء البعيدة والموجات المايكروية. ولكون الجزيي ات في حالة حركة اهتزازية داي مة حتى عند درجة حرارة الصفر المطلق لذا فان دراسة الانتقالات الاهتزازية للجزيي ة يعد مصدرا جيدا للمعلومات عن التركيب الجزيي ي. لقد قام الباحث Lloyd وزميله [١] Robrts بدراسة الخواص الطيفية للجزيي ات GF 4, SiF 4 عمليا وقد استنتج ا ن جزيي ة GF 4 ا كثر استقرار ا من جزيي ة SiF 4 وذلك لان طاقتها الكلية اقل. ودرس كل من Kickl وFishr [٢] بعض الخصاي ص الطيفية والحرارية لجزيي تي SiF 3 و SiF 4 وذلك بطريقة END العملية وقد استنتجنا ا ن جزيي ة SiF 3 تمتلك ستة ا طوال موجية بينما تمتلك جزيي ة SiF 4 تسعة ا طوال موجية وان جزيي ة SiF 3 ا كثر استقرار ا من جزيي ة SiF 4 وذلك نتيجة لامتلاكه ا قل طاقة. وتم د راسة الترددات الا ساسية لبعض الجزيي ات اللاخطية ) 4 (SiF, SiF 3, SiF هي وحساباتها من قبلGordon Sanford وزملاي ه Bonni وMichal [٣] وذلك بواسطة برنامج NASA وبطريقة CEA العملية وقد تم توضيح قيم الوزن الجزيي ي وبما ا ن زيادة الوزن الجزيي ي للمركب يقلل التردد لذا تم استنتاج ا ن قيم ترددات جزيي ة SiF ا كبر من جزيي ة SiF 3 وهي بدورها ا كبر من جزيي ة.SiF 4 كما تم دراسة جزيي ة فلوريد السليكون SiF من قبل العديد من العلماء وذلك من خلال دراسة خواصها الحرارية ومنهم وH [٤] Kawamata, وChas,M.W [٥] حيث وجد ك لا منهما ا ن الخواص الحرارية من الانتروبي والانثالبي والسعة الحرارية وغيرها من الخواص تقل وبالتالي تعتبر هذه الجزيي ة اقل تعقيد ا حيث كلما ازدادت الخواص الحرارية يزداد التعقيد في التركيب الكيمياي ي الذي ربما ينشا من عدد الذرات في الجزيي ة. ا ن دراسة هذه الجزيي ة يكون محدود ا في جزي ها العملي وذلك لا ن جميع سامة ا نواع جزيي ات الفلور المرتبطة بالسليكون مواد غازية لذا فمن الصعب جد ا دراستها عملي ا بدون وجود مختبرات خاصة ومتطورة لهذا الغرض. جزيي ة فلوريد السليكون (SiF) من المواد شبه الموصلة المعاملة بالهالوجين (F) حيث يبلغ الوزن الجزيي ي لها.Molcular Wight = 47.08 amu النظرية لدراسة الا طياف الجزيي ية لا ي جزيي ة مهما كانت معقدة فان هناك طريقتين ري يسيتين هما: ا طياف رامان وتعتمد على مبدا التشتت للا شعة الكهرومغناطيسية والثانية ترددات الا شعة تحت الحمراء والتي تعتمد على تفاعل الا شعة الكهرومغناطيسية مع جزيي ات المادة حيث تمتص الجزيي ة الا شعة تحت الحمراء وتحول طاقتها ا لى طاقة اهتزازية للذرات المكونة للجزيي ة. وطبقا لقوانين الكم فان هذه الطاقة تكون مكممة (ا ي تا خذ قيم محددة تبعا لمستويات الطاقة) وعندها تنتقل الجزيي ة من مستوي ا لى ا خر ا على [٦]. ا ن ابسط الجزيي ات هي الجزيي ات ثناي ية الذرة حيث تتكون من ذرتين تربط بينهما ا صرة كيمياي ية وتهتزان على طول المحور البيني للنواتين نتخيل ا ن كتل النواتين هما intrnuclar axis m وللتقريب يمكن ا ن و m على التوالي والا صرة بينهما تمثل نابض حلزوني عديم الكتلة تهتزان توافقيا نسبة ا لى مركز الكتلة [٧ ٨]. ووفقا لقانون هوك فان القوة المعيدة فيها هي f = kx. () حيث k: ثابت القوة x الا زاحة عن مركز الكتلة ) r مركز الكتلة (طول الا صرة المستقرة ). (x = r - r ا ن كلا الكتلتين يمكن ا ن تنتقلا معا ككتلة واحدة فعالة (µ) ويرمز لها (ffctiv mass) m m = + µ = µ m m m + m () ا و تهتز توافقيا نسبة ا لى مركز كتلتها بتردد يعطى بالمعادلة k ν =.. (3) π µ ومن هذه المعادلة يمكن ا ن نلاحظ ا ن التردد يزداد مع k (قوة الا صرة) ويقل بزيادة الكتلة الفعالة.
ويمكن كتابة القوة المعيدة بدلالة الطاقة الكامنة كما في المعادلة (٤). dv ( x) F = = kx. (4) dx حيث V(x) الطاقة الكامنة بدلالة الا زاحة وبتكامل طرفي المعادلة نحصل على V ( x) = kx (5) وطبقا لقوانين الكم فان الطاقة الكلية الهاملتونية Hamiltonian) (quantum mchanical لمتذبذب توافقي ببعد واحد تعطى بالمعادلة الاتية [٧ ٩]. h d H = + kx.(6) µ dx وبا دخال معادلة شرود نكر في معادلة الهاملتونين تصبح. d ψ ( µ EV µ kx + ) ψ = 0. (7) dx h h ا ن حل هذه المعادلة يعطي معادلة دالة الموجة [٧ Ψ V ٩]. y ΨV = ( ) H ( y)xp( ) V (8) V V! π (Hrmit تعرف بمتعددة هيرميت H V حيث (y) polynomial) وقيمة y تعطى بالمعادلة 4π Vµ y = ( ) ( r r ). (9) h ومن حل معادلة شرودنكير نجد ا ن طاقة المستوي الاهتزازي هي E V = hν ( V + ) (0) حيث ν تمثل تردد الموجة V العدد الكمي الاهتزازي ويا خذ الا رقام (,0,,,3,4) ويمكن ا ن تكتب المعادلة بدلالة العدد الموجي وهو الا كثر شيوعا في دراسة الا طياف وكما في المعادلة E V = hcω ( V + ). () ومن هذه المعادلة نلاحظ ا ن المسافات بين المستويات الاهتزازية المتجاورة تكون متساوية وتساوي hcω وان المستوي الاهتزازي الري يسي ) 0 E) ويدعى بطاقة نقطة الصفر nrgy) (zro point يحسب عندما (0=V) وكما في والتي تمثل اقل طاقة يمكن ا ن تمتلكها الجزيي ة حتى عند درجة حرارة الصفر المطلق. في هذا النموذج تم اعتبار السرعة الانتقالية لنوى الجزيي ة تساوي صفر وجميع الطاقة هي بشكل طاقة كامنة وهذا خلاف الواقع لذلك ظهر اختلاف كبير بين النتاي ج النظرية والعملية ا ن الجزيي ات الثناي ية الحقيقية لا تسلك سلوكا توافقيا بشكل دقيق عندما تكون قيمة ) (r-r صغيرة جدا تسلك الجزيي ات سلوكا توافقيا وبزيادة الا زاحة تبدا الجزيي ات بالانحراف عن السلوك التوافقي حيث تعمل كمهتز لاتوافقي anharmonic oscillator ا لى ا ن تصل قيمة محددة تتفكك فيها الجزيي ة ا لى الذرات المكونة لها وتدعى الطاقة الكامنة عند هذه النقطة بطاقة التفكك (dissociation nrgy D).[١٠] )) لقد اقترحت دوال جهد عديدة تتفق مع المنحني التجريبي على نحو ا فضل ولعل ا شهرها هي دالة جهد مورس Function) (Mors Potntial نسبة ا لى العالم الذي اقترح الدالة [٨]. V ( x) hcd xp( a( r r ))] = (3) [ k a = (4) hcd حيث ا ن a ثابت خاص بمستويات الطاقة الالكترونية للجزيي ة ا ما V(x) ويتضح من تقترب فهي الطاقة الكامنة للا صرة. المعادلة ا ن V(x) قيمة D تقترب من من (r) للجزيي ات ثناي ية الذرة. عندما مالا نهاية وهذا مطابق للتصرف الحقيقي ويمكن كتابة معادلة الطاقة للمتذبذب باستعمال معادلة (المهتز) شرود نكر ومعادلة الجهد اللاتوافقي اللاتوافقية ل(مورس) للحصول على مستويات الطاقة الاهتزازية بدلالة العدد الكمي الاهتزازي (V=,,0 ) كالا تي [٧ ١٠]. ٨ E vib = V+ hcω - V+ hcω x (5) حيث ا ن ) vib E) يمثل طاقة المستوي الاهتزازي ) ω) التردد الاهتزازي في الحركة اللاتوافقية (x ). (Anharmonic constant) ثابت اللاتوافقية a hc ω x =. (6) µ المعادلة الاتية. E 0 = hcω0 ()
ومن معادلة مورس يمكن ا ن نستخرج عدد مستويات الطاقة v max < D ω الاهتزازية ) max (v = 0,,, v.[٨] (7) ولا يجاد طاقة نقطة الصفر( E) 0 من معادلة مورس تستخدم المعادلة الاتية: E0 = hcω x (8) وطاقة التفكك ) D) تعطى تقريبا بالمعادلة الاتية. ω D (9) 4ω x وذلك بعد ا همال كل الثوابت اللاتوافقية عدا وبالتالي نجد ا ن ω x E0 D0 = D (0) hc ا ما قواعد الاختيار للانتقالات الاهتزازية اللاتوافقية فهي:. V = ±, ±, ±3, الانتقالات ا ن علم ا V=±,±3 تكون ضعيفة جد ا وتسمى بالحزم فوق الا ساسية bands) (Ovr ton وتردداتها تساوي تقريب ا مضاعفات تردد الحزمة الا ساسية Band).(Fundamntal للحصول على نتاي ج قريبة نسبي ا من النتاي ج العملية وبشكل سريع تم استخدام البرامج شبه التجريبية التي تستغرق مدة زمنية قصيرة للدورات الحسابية ومن هذه الطراي ق المتقدمة شبه التجريبية التي استخدمت في البحث هي طريقةMNDO-PM3 وتعني ) Nglct Modifid of Diffrntial Ovrlap-Paramtrization modl 3) حيث ا ن هذه الطريقة ترتقي ا لى مستويات متقدمة ا لى حد ما وخصوص ا عند تناول جزيي ات تحتوي على تا ثيرات ا لكترون-ا لكترون ا و على ا زواج الكترونية وهي الخاصية التي تتميز بها جميع الجزيي ات العالية الطاقة. لذا فان طريقة MNDO-PM3 المحسوبة ضمن برنامج ال WinMopac7. جعلت هناك تقارب كبير بين نتاي ج هذه الطريقة وبين القيم العملية المقاسة تجريبيا وهذا التقارب كان هو المحفز الا ساس لاستخدام طريقة.PM3 ا ن هذا البرنامج اعتمد ا حدى طراي ق النمذجة الجزيي ية.PCMODEL ويتم عن طريق هذا البرنامج رسم الجزيي ات بصورة ا ولية مع تثبيت طبيعة الا واصر بين كل ذرتين من ذرات الجزيي ة وحساب شكلها الهندسي المتوازن ويتم ذلك عن طريق تصحيح الشكل الهندسي الفراغي للجزيي ة الى ا قرب شكل مستقر طاقي ا با جراء عملية تقليل الطاقة ا لى الحد الا مثل.(Gomtry Optimization) ومن هذا البرنامج يتم الحصول على ملف يحوي الا حداثيات الداخلية للوضعية التي تم بموجبها تشكيل الجزيي ة هندسي ا ا و فراغي ا فهذا الملف على صورة مصفوفة وعن طريقها تعرف ا طوال الا واصر وقيم زوايا التا صر وقيم زوايا السطوح Dihdral Angl وغيرها. ويعد هذا الملف مدخ لا ا لى البرنامج التالي.WinMopac7. ا ذ يتم رسم منحني طاقة الجهد للجزيي ة بتغير قيمة طول الا صرة Si- Fوحساب الطاقة الكلية للجزيي ة عند كل تغير مع تثبيت الا صرة وذلك بجعل Opt. = صفر بد لا من وبالتالي رسم منحني (طول الا صرة مقابل الطاقة الكلية للجزيي ة). ويمكن بعد ذلك تحديد قيمة طول الا صرة Si-F التي تكون عندها قيمة الطاقة الكلية ا قل ما يمكن وبالتالي تكون الجزيي ة في موضع الاتزان المطلوب وعنده يتم حساب باقي الخصاي ص التي تخص الجزيي ة سواء كانت الخصاي ص طيفية ا م حرارية. ويقوم برنامج WinMopac7. بقراءة القيم الناتجة من برنامج PCMODEL وبالتالي يتم حساب الكثير من الكميات والخصاي ص الجزيي ية مثل الا طياف الاهتزازية والكميات الثرموديناميكية وثوابت القوى... وغيرها يحتوي هذا البرنامج على جميع برمجيات النمذجة الجزيي ية بما فيها برنامج Ab-initio فض لا عن الطراي ق شبه التجريبية Smimpirical المختلفة وكذلك الطراي ق التي تعتمد على الميكانيك الجزيي ي فهذا البرنامج يعد من البرامج المتقدمة جد ا في هذا المجال (Molcular Modling.Systm) لقد تم استعمال برنامج HyprChm كبرنام ج تكميلي لحساب باقي الخصاي ص. فبعد رسم الجزيي ة وتحديد الذرات با بعاد محددة يتم ا جراء الا فضلية الهندسية الجزيي ية للحصول على الشكل المستقر با قل طاقة جهد باختيار ا حد الطراي ق شبه التجريبية ا ذ تم اعتماد هذا البرنامج على طريقة.MNDO-PM3 النتاي ج والحسابات لغرض توضيح التركيب الجزيي ي فقد تم اعتماد حساب المحاور الداخلية coordinats) (r, θ, φ) (Intrnal من
ا ل (PC-Modl) نحصل على المصفوفة الابتداي ية الخاصة بالجزيي ة وكما في جدول ١ والذي يحتوي على الذرات المكونة للجزيي ة والمسافة بين هذه الذرات (ا بعاد الا واصر) وا فضل وضعية لهذه الذرات (Opt.) وقيم الزوايا بين الا واصر (Angl) وعلى زوايا السطوح.(Dihdral) جدول ١: المصفوفة الابتداي ية لجزيي ة SiF Atom Distanc r (Å) Opt. Angl (θ o ) Opt. Dihdral (φ o ) Opt. A B C F 0.00000 0 0.000 0 0.00000 0 0 0 0 Si.57068 0.000 0 0.00000 0 0 0 بعد الحصول على المصفوفة الابتداي ية وا دخالها في برنامج ال WinMopac7. يتم الحصول على بعض الخصاي ص المهمة والتي هي جزء من الخصاي ص المحسوبة لاحق ا وقد تم الحصول عليها عند موضع الاتزان للجزيي ة ا ي عند موضع الاستقرار والجدول ٢ يوضح قيم هذه الخواص ووحدة القياس لكل منها. جدول ٢: نتاي ج بعض الخصاي ص المهمة لجزيي ة SiF المحسوبة ببرنامج ال WinMopac7. Quantity Magnitud Unit Final hat of formation -.068 Kcal/mol Total nrgy -5.73989 V Elctronic nrgy -67.6599 V Cor-cor rpulsion 59.900 V Ionization potntial 6.6637 V No. of filld lvls 5 Lvl AND No.of Opn lvls Lvl Molcular wight 47.08 a.m.u Computation tim 0-0- h-min-sc Zro point nrgy.6 Kcal/mol ومن الخصاي ص الفيزياي ية المهمة التي تم حسابها من خلال برنامج ال WinMopac7. وباستخدام ا حدى الطراي ق ش به التجريبي ة وه ي MNDO/pm3 حس اب ع زم القصور الذاتي للجزيي ة inrtia) (Momntum of حيث تمتل ك الجزيي ة ع زمين للقص ور ال ذاتي[ ٤ ] وه ي I B =0.6765 cm -, I C =0.6765 cm -.I A =0.000000 cm - خلال برنامج ال PC-Modl والذي يعتمد الميكانيك الجزيي ي في الحل والموضح في الشكل a-: حيث ا ن عدد الذرات المكونة للجزيي ة (=N) وبذا تكون عدد درجات الحرية 6=3N درجة عدد الا نماط الاهتزازية هو نمط واحد وحسب القاعدة 5-3N لكونها جزيي ة خطية. لقد تم رسم الشكل التركيبي للجزيي ة من خلال برنامج ا ل WinMopac7. وهو الشكل الهندسي عند حالة الاتزان للجزيي ة ا ي اقل مستوى للطاقة وبتكرار عملية ا ل Optimization لجزيي ة SiF نحصل على ا فضل شكل متوازن ومستقر حيث ا ن الطاقة الا دنى هي المعيار في الشكل المستقر وكما موضح في الشكل b-. a b شكل ١:(a) يمثل شكل جزيي ة (b) SiF يمثل التركيب الجزيي ي لجزيي ة SiF كما تم رسمها ببرنامج ا ل WinMopac7. وبعد رسم الجزيي ة باستخدام المحاور الداخلية r تمثل (حيث (r, θ, φ) للجزيي ة (Intrnal Coordinat) طول الا صرة بالانكستروم وθ هي الزاوية بين ثلاث ذرات والتي تقاس (بالدرجة) ا ما φ فهي زاوية السطوح angl) (Dihdral والتي تقاس بالدرجة ا يضا) والحصول على الا فضلية لا حسن وضع هندسي للجزيي ة (Optimization) وذلك من خلال استخدام برنامج
نلاحظ ا ن الاتجاهات الثلاثة للدوران تا خذ A- دوران حول الا صرة محور B -الدوران ذو النهاية-بعد-النهاية في مستوى الورقة وC -الدوران ذو النهاية-بعد-النهاية عمودي ا على مستوى الورقة. ومن الواضح ا ن العزم في الحالتين B وC متساوي ) B I) c I= بينما يعتبر العزم متساوي ا بالتقريب ا لى الصفر. (I) منحني طاقة الجهد اللاتوافقي لجزيي ة SiF I A صغير ا جد ا ا و ا ن الحد الا دنى للطاقة هو المعيار الذي يحدد البنية التي تتبناها جزيي ة فلوريد السيلكون بالحصول على ا فضل وضع هندسي للجزيي ة عن طريق ا جراء عملية الا فضلية (Optimization) للجزيي ة فبعد ا دخال المصفوفة الابتداي ية في برنامج ا ل WinMopac7. نجري عملية الا فضلية لجميع ذرات الجزيي ة وبتغير المسافة بين Si-F واخذ بالمقابل الطاقة الكلية للجزيي ة عند كل مسافة وكما في جدول ٣ حيث يتم رسم منحني الجهد وعند مسافة الاتزان ) q (r=r من يتم الحصول على ا قل مقدار للطاقة (عند حالة الاستقرار) وكانت تساوي E total = 5.73- V عند مسافة الاتزان r q.57å= وهذه القيمة لمسافة الاتزان مقاربة للقيم الما خوذة الا دبيات والتي تساوي( ٥](.60Å ] وعند هذه المسافة تحسب الخواص الطيفية والخاصة بالا نماط والترددات والتماثل ولكل نمط. والشكل ٢ يوضح منحني طاقة الجهد للجزيي ة عند موضع الاتزان. جدول ٣: ا بعاد الا واصر بين الذرات بفرض ا ن الا صرة Si-F هي الا صرة الفاعلة. Total nrgy (V) Distanc (Å) -506.6-508.38. -509.94. -50.99.3-5.58.4-5.73 57-5.09.7-50.50.8-509.87.9-509.8.0-508.76. -508.30. -507.47.4-506.67.6 ونلاحظ من الشكل ٢ ا ن المسافة عند الاتزان r=r q.57= Å وعندها كانت قيمة الطاقة مساوية ا لى الطاقة الحركية للذرات بسبب تنافر (نواة نواة) وبالتالي فا ن زيادة الطاقة تزيد من الطاقة الحركية للذرات المتباعدة جد ا مما يو دي ا لى تفكك الذرات وطالما ا ن هذه الطاقة ليست محددة لذا فان الطيف الناتج يمثل التفكك[ ١١ ] حيث طاقة تفكك الا صرة.D =.97 V هي Si-F شكل : منحني طاقة الجهد لجزيي ة SiF عند موضع الاتزان وما يقابلها من قيم الطاقة. SiF حساب التردد الاهتزازي لجزيي ة (II) بعد رسم منحنى الجهد الخاص بالجزيي ة عند موضع الاتزان ) q r) = r يتم حساب التردد الاهتزازي للجزيي ة بعد ا ن يتم اخذ المصفوفة النهاي ية لوضع الاتزان وباستخدام برن امج ا ل WinMopac7. وبطريقة MNDO/PM3 الشبه تجريبية حيث يتم حساب الترددات بدلالة العدد ا لموجي - cm وبوحدة ومن ثم حساب الطول ا لموجي عند قيمة التردد وبما ا ن الجزيي ة خطية لذا يكون عدد ا نماط الاهتزاز للجزيي ة وحسب القاعدة 5-3N هي نمط اهتزازي واحد والجدول 4 يوضح النتيجة التي تم الحصول عليها للتردد الا ساسي Frquncis) (Fundamntal لجزيي ة SiF والطول ا لموجي المقابل له. جدول ٤: التردد الاهتزازي لجزيي ة (SiF) والطول ا لموجي المقابل له No. of vibration Wav numbr υ - (cm - ) D=.97 (.V) Wav lngth Λ(µm) 936.65 0.673 SiF القيم الذاتية الطاقية للمدارات الجزيي ية ل (III) E min 5.73-= V وبزيادة المسافة بين الذرات تزداد
لقد تم حساب ودراسة بعض الخواص الطيفية الا خرى E. LUMO.8837-= V وتماثله 4AU ونلاحظ ا ن لجزيي ة SiF ومنها حساب قيم الطاقة للمدارات (Orbitals) المشغولة وغير المشغولة بالالكترونات وكما في الجدول ٥ وبعد الحصول على ا فضل وضعية للجزيي ة عندما تمتلك اقل طاقة كلية وتكون ا كثر استقرار ا (عند موضع الاتزان) نحصل على المدارات الجزيي ية والقيمة الطاقية لكل مدار وتماثل كل مستوي ولقد كان عدد المدارات المشغولة بالالكترونات 6 مدار ومدارين غير مشغولين. والشكل ٣ يمثل مخطط يوضح ا هم الخصاي ص التي تم الحصول عليها. جدول ٥: القيم الذاتية لمستويات الطاقة كما حسبت ببرنامج ا ل WinMopac 7. Eign valus E Homo E LUMO No. lvl Enrgy No. Enrgy (V) lvl (V) -3.36544.70396-9.56894 -.8837 3-6.4363 4-6.67748 5-7.0333 6 -.06654 شكل ٣: قيم المستويات الطاقية لجزيي ة SiF نلاحظ من الشكل ٣ ا ن عدد المدارات المشغولة بالالكترونات 6 مدارات وان ا ول مستوي يمثل ا على مدار جزيي ي مشغول (HOMO) ومقدار طاقته E HOMO =-3.36544 V ا ما تماثل هذا المستوي هو.3BU ا ما المدارات غير المشغولة بالالكترونات عددها مستويين وان ا ول مدار يمثل ا وطا مدار جزيي ي غير مشغول (LUMO) ومقدار طاقته المدارات المشغولة تحتوي على ا لكترونين يختلفان بالاتجاه البرمي (Spin) عدا المستوي الا ول حيث يحتوي على ا لكترون واحد وعند اخذ القيمة المطلقة لطاقة المدار المشغول الا ول نحصل على جهد التا ين potntial) (Ionization ويرمز له I.P وهي الطاقة اللازمة لا بعاد اوهن ا لكترون مرتبط بالذرة المتعادلة وكانت قيمته.I.P=3.36544 V كما ويمكن معرفة الا لفة الالكترونية للجزيي ة (Elctron ( affinityوذلك با خذ قيمة ا ول مدار جزيي ي غير مشغول وتساوي..8837 V وبعد معرفة قيمة الطاقة لا على مدار جزيي ي مشغول وقيمة ا وطا مدار جزيي ي غير مشغول يمكن حساب فجوة الطاقة بين المستويين gap) (Enrgy حيث كانت: E.G. =E LUMO -E HOMO =-.8837-(-3.36544) =.53707 V الاستنتاجات من خلال دراسة الخصاي ص الطيفية والحرارية لجزيي ة SiF امكن استنتاج الاتي: -١-٢ الوزن الجزيي ي للجزيي ة كان مساوي ا الى 47.08 a.m.u وبما ان التردد (υ=c/λ) يتناسب تناسب ا عكسي ا مع الوزن الجزيي ي لذلك فان قيمة التردد للجزيي ة تكون كبيرة حيث كانت يقل التردد. - cm 936.65 لذا فبزيادة الوزن الجزيي ي ان مسافة التوازن للجزيي ة كانت تقريب ا مساوية.57Å وقيمة الطاقة الكلية مساوية الى E T 5.73-= V اما طاقة التفكك للجزيي ة فكانت مساوية الى.D=.97 V -٣ تمتلك الجزي ية من المدارات الجزيي ية المشغولة بالالكترونات 6 مدارات وكانت قيمة الطاقة لاعلى مدار مشغول التا ين E HOMO =-3.36544V وهو يمثل قيمة جهد وللجزيي ة عدد من المدارات غير المشغولة بالالكترونات وهي مدارات فقط وكانت قيمة الطاقة لا وطا مدار E LUMO =.8837V الالفة الالكترونية للجزيي ة. وهو يمثل قيمة المصادر. Lloyd, D. R. and Robrts, P. J. 975. Photolctron spctra of halids VII Symmtry Enrgy (V) 4BG.70396 0(V) 4AU -.8837 3BU -3.36544 3AG -9.56894 BU -6.4363 AG -6.67748 BG -7.0333 AU -.06654
Phys. Chm. Rf. Data, Monograph, 9:95-953. 6. Wartwig, S. 003. IR and Raman Spctroscopy: Fundamntal Procssing, WILEY-VCH Vrlag GmbH & Co. KGaA., pp.7-30. 7. Hollas, J.; Michal, 004. Modrn Spctroscopy; Fourth Edition, John Wily & Sons Ltd., England, p.37. 8. Atkins, P. and Fridman, R. 005. Molcular Quantum Mchanics; Fourth Edition, Springr-Vrlag Nw York, Inc., pp.357-360. 9. John P. Low and Kirk A. Ptrson 006. Quantum Chmistry; Third Edition, Elsvir Acadmic Prss, pp.7-84. 0. Fltchr, N. H. 00, Harmonic? Anharmonic? Inharmonic?, Am. J. Phys., 70():05-07. ١١. نجيب ليلى محمد. ١٩٩٩. الطيف دار الكتب للطباعة والنشر جامعة الموصل ص: ٥٨. Variabl tmpratur studis of CF4, SiF4 and GF4, J. Elctron Spctroscopy. Rlat. Phnom. 7:35-39.. Kickl, B. L.; Fishr, E. R. and Armntrout, P. B. 993. Disso- ciativ chargtransfr raction of Kr+ (P3/) with SiF4, thrmo chmistry of SiF4 and SiF3, J. Phys. Chm., 97:437-44. 3. Sanford, G.; Bonni, J.; McBrid, Michal and Zhand, J. 00. NASA Glnn Cofficints for Calculating thrmodynamic Proprtis of Individual Spcis, Glnn Rsarch Cntr. 4. Kawamata, H.; Nigishi, Y.; Kishi, R.; Iwata, S.; Nakajima, A. and Kaya, K. 996. Photolctron Spctroscopy of Silicon- Fluorin Binary Clustr Anions (Sin-Fm), J. Chm. Phys., 05:5369-5375. 5. Chas, M. W. 998. NIST-JANAF Thmochmical Tabls, Fourth Edition, J.