Л.Н. Горохов

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ Al-O-H

НИЦ-4 ОИВТ РАН

Лаборатория химической термодинамики

ТЕРМОЦЕНТР РАН им. В.П. ГЛУШКО

Сравнение энтальпий образования молекул оксидов алюминия по данным справочных изданий

JANAF* и TPIS**и квантово-химических расчетов*** (кДж/моль)

* JANAF THERMOCHEMICAL TABLES, ** THERMODYNAMIC PROPERTIES OF INDIVIDUAL SUBSTANCES, Vol. 3. Gurvich L.V., Veyts I.V., Alcock C.B., Editors. Begell House, 1996

*** Politzer et al., J. Phys. Chem. A, 2001

  AlO AlO– AlO2 AlO2– Al2O3

fH(298)

JANAF

66.9 -269.42 -86.19 -489.21 –

fH(298)

TPIS

67.32 -272.92 -38.65 -452.56 -546.9

fH(298)

Politzer

 79.1  -  -69.5  -  -546.4

Температурная зависимость числа молей оксида алюминия и основных составляющих газовой фазы.

Al2O3(c) Al(g) AlO(g) O(g) O2(g)

mole

T, K

4 2004 0003 8003 6003 4003 2003 0002 8002 6002 400

,95

,9

,85

,8

,75

,7

,65

,6

,55

,5

,45

,4

,35

,3

,25

,2

,15

,1

,05 O2(g)

O(g)

AlO(g)

Al(g)

Al2O3(c)

Температурная зависимость числа молей основных составляющих газовой фазы оксида алюминия

Al(g) Al2O(g) AlO(g) AlO2(g) O(g)

mole

T, K

4 2004 0003 8003 6003 4003 2003 0002 8002 6002 400

Log

- 1

- 2

- 3

- 4

- 5

- 6

- 7

- 8

- 9

- 10

O(g)

AlO2(g)

AlO(g)

Al2O(g)

Al(g)

Температурная зависимость числа молей положительных и отрицательных ионов

в паре над оксидом алюминия(102 г. оксида алюминия; объем системы 0.1 м3 )

T, K Al(g) Al(+g) AlO(-g) AlO2(-g) O(-g) e(-g)

2,5E+3 2,949E-6 6,884E-9 3,563E-10 1,311E-13 2,161E-13 6,528E-9

3,0E+3 2,307E-4 8,050E-7 2,193E-7 3,084E-10 4,476E-10 5,849E-7

3,5E+3 4,805E-3 2,777E-5 1,554E-5 5,630E-8 8,046E-8 1,209E-5

4,0E+3 4,473E-2 4,250E-4 3,122E-4 2,261E-6 3,367E-6 1,070E-4

Сравнение энтальпий образования молекул оксидов алюминия по данным справочных изданий

JANAF* и TPIS**и квантово-химических расчетов*** (кДж/моль)

* JANAF THERMOCHEMICAL TABLES, ** THERMODYNAMIC PROPERTIES OF INDIVIDUAL SUBSTANCES, Vol. 3. Gurvich L.V., Veyts I.V., Alcock C.B., Editors. Begell House, 1996

*** Politzer et al., J. Phys. Chem. A, 2001

  AlO AlO– AlO2 AlO2– Al2O3

fH(298)

JANAF

66.9 -269.42 -86.19 -489.21 –

fH(298)

TPIS

67.32 -272.92 -38.65 -452.56 -546.9

fH(298)

Politzer

 79.1  -  -69.5  -  -546.4

СТРУКТУРА МОЛЕКУЛЫ Al2O3

-

Результаты расчетов частот колебаний

молекул Al2O3 и Al2O3-

Al2O3  

Swihart

53

56

224

237

393

614

738

871

1100

Al2O3 Mitin 155 240 373 453 452 518 871 911 1042

Al2O3 Отч.ТЦ 156 228 365 429 437 494 850 889 1025

Al2O3- Отч. ТЦ 157 231 348 430 513 605 773 871 1018

High-temperature assemblyand ion source of the МS1301

mass spectrometer

3: effusion cell

4: sample

5: molecular beam

7: shutter

9: ion beam

12: ionization chamber

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ОБРАЗОВАНИЯ AlOH(г)Горохов Л.Н., Емельянов А.М., Милушин М.И., 1988

fH(0), кДж/моль: -184.0 (15)

Т, К Реакция rH(0), кДж/моль

2077– 2422 Al2O + H = AlOH + Al 71.9 ± 20

2030– 2422 2AlO + H = AlOH + Al + O 39.1 ± 12

СТРУКТУРА МОЛЕКУЛЫ AlOH

МОЛЕКУЛА AlOH: ЗАВИСИМОСТЬ ПОЛНОЙ ЭНЕРГИИ ОТ СТЕПЕНИ

ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ЛИНЕЙНОЙ CТРУКТУРЫ,– Al-O-H)

6 5 th In te rn a t io n a l S y m p o s iu m o n M o le c u la r S p e c tro s c o p y J u n e 2 1 – 2 5 , 2 0 1 0

E x o t ic M e ta l M o le c u le s In O x y g e n -R ic h E n v e lo p e s : D e te c t io n o f A lO H (X 1 Σ + )

In V Y C a n is M a jo r is

E . D . T e n e n b a u m a n d L . M . Z iu ry s

D e p t. o f C h e m is try , D e p t. o f A s tro n o m yA r iz o n a R a d io O b s e rv a to ry

S te w a rd O b s e rv a to ryU n iv e rs ity o f A r iz o n a

3 7 1 .6 4 3 7 1 .6 7 3 7 1 .7 0

C a C ( X 3 ) : N = 1 7 1 8

F re q u e n c y ( G H z )

J = 1 7 1 8J = 1 8 1 9J = 1 6 1 7

A r iz o n a

O b s e rv a to ryR a d io

A r iz o n a

O b s e rv a to ryR a d io

65th International Symposium on Molecular Spectroscopy June 21 – 25, 2010

LTE Modeling Results

• AlOH is in dust acceleration zone

• At r ~ 11 R*,:

T ~ 600 K and n(H2) ~ 108 cm-3

• AlOH formed by LTE chemistry

• Model calculations (Tsuji 1973):

• ABUNDANCE vs. STELL RADIUS

• AlOH abundance f ~10-6 from

2 to 10 R* (TK ~ 700 – 1500 K)

Most abundant Al Species

• AlO abundance peaks near

photosphere at ~ 10-9 and then drops

• Abundances of other molecules..

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !