Алматы 2017 январь

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017                                          

193 

 

Іріктеу ережесі бойынша ИҚ жұтылу үшін тербелістің осы модасы үшін 

ib

i

q





симметриясы 

ib

f

q





  симметриясымен  бірдей  болу  керектігі  шығады.  Сандық  жағынан  ауысудың  дипольдік 

моменті қалыпты

dq

d



 мода бойынша дипольдің туындысына пропорционал. 

Негізгі моданың к

ші

 жиілігі үшін ИҚ спектрдің интеграцияланған жолағының қарқындылығы 

келесі формула бойынша анықталады [13]: 

dv

I

I

CL

A

k

















0

ln

1

 

бұл жерде С – концентрация (литрге мольмен), L – жолдың оптикалық ұзындығы (см), 

0

I

 және 

I

 – 

сәйкесінше  түсетін  және  өтетін  жарықтың  қарқындылықтары.  Электрлік  және  механикалық 

үйлесілімділікті болжай отырып, A

k

 келесі түрге апрокисмациялауға болады: 

2

2

3000

k

k

A

k

Q

c

g

N

A











     

бұл  жерде  N

a

  –  Авогадро  саны  (моль

-1

),  с  –  жарық  жылдамдығы,  g

k

  –  төмендеу  факторы,  және 

k

Q







Q

k

 қалыпты координатаның к

шіге

 қатысты диполь моменттің туындысы. 

Гармоникалық жуықтауда біз гармоникалық осцилляторлардың 3N жүйесіне жүйе тербелісте-

рінің қалыпты модаларын апроксимациялаймыз, сондықтан Q таралу функциясы жеке модалар үшін 

q

i

  таралу  функциялары  арқылы  өрнектелуі  мүмкін.  Қалыпты  модалардың  үздіксіз  таралуы  үшін  Q 

таралу функциясы DoS(



) көмегімен төмендегі өрнек бойынша көрсетіледі: 







d

W

DoS

Q

)

(

)

(

ln

0







    

бұл жерде W(



) – сәйкес салмақты функция. Біздің жағдайымызда DoS(



) автокорреляциялық 

функциялардың атомды жылдамдықтары үшін Фурье түрлендіруінен келесі түрде анықталады:  

  





























N

j

k

k

j

k

j

j

t

t

t

m

kT

DoS

1

3

1

)

(

)

`

(

2

1

lim

)

(

 

бұл жерде 

)

(

)

`

(

t

t

t

k

j

k

j









 t уақытта j атомның автокорреляциялық функция жылдамды-

ғының к

ші

 құраушысы болып табылады. Физикалық тұрғыдан 

)

(



DoS

 



 жиіліктегі жүйенің қалып-

ты модаларының тығыздығы болып табылады.  

Нәтижелер мен талқылаулар. Молекулалардың үлкен өлшемдерінің болуы, сонымен қатар, 

конформды күйдің  екі тұрақты күйінің болуымен (транс және гош) байланысты компьютерлік  есеп-

теулер  қиындақтар  тудыратын  болатындықтан,  этанол  кешендерін  зерттеуге  арналған  теориялық 

зерттеулер көп емес.  

Алдыңғы жұмыстардағы [14] судың қасиеттерін  есептеу үшін компьютерлік модельдеуді өте 

сәтті  қолдану  үлгісінде  біз  осы  жұмыста  этанолдың  оптикалық  және  құрылымдық  қасиеттерін  зерт-

теу үшін сол әдістерді қолдандық. Біз тепе-теңдік  геометрияны, гармоникалық тербеліс жиіліктерін, 

сонымен  бірге  ИҚ  жұтылудың  қарқындылығын  анықтадық.  Барлық  жүргізілген  есептеулер 

HyperChem 8.0. бағдарламалық кешенінің ab initio молекулалық динамика пакетін қолданылып жүзе-

ге асырылды.  

Жүйені модельдеу нәтижесінде 1926 гармоникалық жиілігі алынды, олардың 274 жалған бо-

лып табылады, себебі BPW91/6-31G базистік жиынтықты қолданып бірінші принциптерден  есептеу-

лерде тепе-теңдік күйге толық жете алған жоқ. Алайда жалған жиіліктердің саны аз және зерттелініп 

отырған жүйеде алынған спектрінде үлесі елеусіз, себебі олардың көпшілігі біз қарастырмайтын 400 

см

-1

 төмен аумақта жатады.  

 

●

 Технические науки 

 

194                                                                                            

№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

Кластерлердің  құрылымдарының  тұрақты  геометриясы  этанол  димерлерінің  молекулалары 

түзілгенде пайда болатындығы анықталды, олардың кейбіреулері 1 суретте көрсетілген.  

 

 

 

1-сурет. Этанол димерлері 

 

2суретте  көрсетілген  400  –  1100  см

-1

спектрлер  аумағы  этанол-матрица  жүйесі  үшін  бұрын 

алынған  эксперименттік  мәліметтерімізге  жақсы  сәйкес  келеді  [15].  500  –  600  см

-1

  аумақтағы жолақ 

ССО байланысы бойынша деформациялық тербеліске сәйкес келеді. 880 – 900 см

-1

жиіліктер интерва-

лындағы жұтылу жолағы ССО валентті тербелістерге, метил және метил тобының айналмалы тербе-

лістерінің жиынтықтарына жатқызылады.  

 

2-сурет. Тс = 2 K  температурада түзілген РМ3 әдісі пайдаланылып есептелінген этанол кластерлерінің  

жұтылуының сызықты тербелмелі спектрі. 

 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017                                          

195 

 

1500 – 2800 см

-1

аумағындағы эксперименттік ангармоникалық «фон» теориялық есептеулерде 

жандандырылмайды, себебі Фурье кері түрлендіру барысында және МД-модельдеу мәліметтерін тал-

дағанда ала алмаймыз. 3 суретте толығырақ қарастырылған 3000 – 3700 см

-1

жиіліктер интервалы ва-

лентті  ОН-байланысқа  сәйкес  келеді,  ол  қарастырылып  отырған  жүйенің  тербелістерінің  қалыпты 

модельдерін динамикалық визиуалдағанда расталды. Молекулалық динамика барысында 2800 – 3000 см

-1

 

жиіліктер интервалында СН-байланыстың валентті тербелістері бақыланды. Алынған мәліметтер біз 

бұрын жасаған болжаулармен және алынған эксперименттік спектрлермен жақсы сәйкес келеді [16]. 

 

 

3-сурет. Тс = 2 K  температурада түзілген РМ3 әдісі пайдаланылып есептелінген этанол кластерлерінің жұты-

луының сызықты тербелмелі спектрі. 

 

4 суретте зерттеген жүйенің біз қолданған моделінің геометриялық визуализациясы келтірілген.  

 

 

 

a) 

b) 

4-сурет. Криоматрицадағы этанол димерлері. 

 

 

 

●

 Технические науки 

 

196                                                                                            

№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

ҚОРЫТЫНДЫ 

Асқын аққыш гелиймен зерттеулер физика мен химияны байланыстыратын өте қызықты және 

қарқынды дамып келе жатқан бағыт. Эксперименттік және теориялық зерттеулердің көлемділігі мен 

маңызы және алынған нәтижелер физика мен химияда, атап айтқанда, спектроскопия мен конденсир-

ленген ортада үлкен даму болып табылады.  

Гелий  қоспасынан  асқын  аққыш  гелий  бетіне  конденсациялау  барысында  судың  ауыр  моле-

кулаларының  өздік  ұйымдастыру  процестерінің  кейбір  ерекшеліктері  алынды,  соының  ішінде,  ұсақ 

дисперленген  нанобөлшектердің  вандервальстік  кешендерінің  түзілуін  автоматты  реттеу  механизмі 

зерттелінді. Судың құрылымдық күйінің индикаторлары болып табылатын ауыр судың жұтылуының 

(=3330 см

-1

, =2462 см

-1

) валентті, (=1663 см

-1

, =1476 см

-1

) деформациялық, (=757 см

-1

, =544 см

-

1

)  либрациялы  сияқты  негізгі  сипаттамалары  асқын  аққыш  гелийде  мультиплексті  жолақтар  түзеді. 

Егер ауыр судың молекулалары сұйық гелийде төмен өлшемді кластерлер түзеді деп болжасақ, ыды-

рау мәліметтері мүмкін болады.  

Этанолдың молекулалық тербелістері туралы механикалық есеп кванттық механика мен клас-

сикалық  механика  әдістерімен  шешілді.  Квантхимиялық  әдістермен  этанол  молекулаларының  атом-

дарының  қозғалысы  үшін  Шредингер  теңдеуі  есептелінді.  Жүйені  модельдеу  нәтижесінде  1926  гар-

моникалық  жиілігі  алынды,  олардың  274  жалған  болып  табылады,  себебі  BPW91/6-31G  базистік 

жиынтықты қолданып бірінші принциптерден есептеулерде тепе-теңдік күйге толық жете алған жоқ. 

Алайда жалған жиіліктердің саны аз және зерттелініп отырған жүйеде алынған спектрінде үлесі елеу-

сіз, себебі олардың көпшілігі біз қарастырмайтын 400 см

-1

 төмен аумақта жатады. 

Осылайша, біз жүргізген зерттеулер негізінде этанол молекулаларының кластерлерінің құры-

лымының тұрақты геометриясы димерлер болады деген болжам жасаймыз. Бұл кезде метил және ме-

тил топтарының арасындағы сутекті байланыстар түзілетін циклдық димерлер ең тұрақты күй болып 

табылады.  

 

ӘДЕБИЕТТЕР 

[1] Тилли Д.Р., Тилли Дж. Сверхтекучесть и сверхпроводимость. М.: Мир.1977. 

[2] P. Huang, Heather D. Whitley, and K. Birgitta Whaley. Structure and Energetics of  Helium Adsorption on 

Nanosurfaces. arXiv.org>physics>arXiv: physics/0311085v1. 

[3] GoyalS,SchuttDL,ScolesGPhys.Rev.Lett.69933(1992) 

[4] HartmannMetal.Phys.Rev.Lett.751566(1995) 

[5] HartmannMetal.Science2721631(1996) 

[6] P. Savich and A. Shalnikov, J. Phys. USSR 10(3), 299 1946 

[7] Межов-Деглин Л.П. Об академике Александрове Иосифовиче Шальникове // УФН. – 1998. – Т. 168, 

№ 10. – С. 1083-1116. 

[8]  Ефимов  В.Б.,  Изотов  А.Н.,  Левченко  А.А.,  Межов-Деглин  Л.П.,  Хасанов  С.С.  Структурные  превра-

щения в ледяных образцах при низких температурах и малых давлениях. Письма в ЖЭТФ, том94, вып. 8, с. 662-

667. 

[9] Баррон Р.Ф. Криогенные системы. Энергоатомиздат. 1989.  

[10] Tursi A.J., Nixon E.R. Matrix-isolation study of the water dimer in solid nitrogen // J. Chem. Phys. - 1970 – 

v. 52 – p. 1521. 

[11] Cornell et.al., J. Am. Chem. Soc. 117, 5179-5197 (1995). 

[12]  W.L.  Jorgensen.  J.  Chandrasekhar,  J.D.  Madura,  R.W.  Impey.  and  M.L.  Klein,  J.  Chem.  Phys.  79,  926 

(1983). 

[13] W.B. Person and K.C. Kim // J. Chem. Phys. 69. 1764 (1978) 

[14] A. Tychengulova, A. Aldiyarov, and A. Drobyshev // Molecular dynamics simulation of thermodynamic 

and transport properties of H-bonded low-temperature substances. Low Temperature Physics. Fizika Nizkikh Tempera-

tur, 2015, v. 41, No. 6, pp. 582–587. 

[15] А. Алдияров, М. Арюткина, А. Дробышев, В. Курносов // ИК-спектроскопия этанола в криоматрице 

азота при различных концентрационных соотношениях. Физика низких температур, 2011, т. 37, № 6, c. 

659–669.  

[16] А. Алдияров, А. Дробышев, Е. Коршиков, В. Курносов, Д. Соколов // К вопросу о существовании 

переохлажденной жидкой фазы у криовакуумных конденсатов этанола. Физика твердого тела, 2012, том 54, 

вып. 7, стрю1387-1391.

 

 

 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017                                          

197 

 

Дробышев А., Алдияров А., Тыченгулова А., Рахат Б., Бауржан А. 

Механизм  самоорганизации  молекул  этанола  конденсированных  на  поверхности  сверхтекучего 

гелия. 

Резюме:  Колебательная  спектроскопия  -  самый  распространенный  физический  метод  исследования 

химического строения и структурных особенностей макромолекул, изучения их связи с термодинамическими и 

физическими свойствами. В рамках фундаментальной проблемы  установления связи между макроскопически-

ми свойствами веществ и его структурой на молекулярном  уровне методами инфракрасной спектроскопии, не 

уступают своих позиций и остаются востребованными исследования колебательных спектров методами теории 

колебательных спектров многоатомных молекул. Прямые квантово-механические методы расчета структуры и 

спектров  сложных  молекул,  используемые  в  последнее  время,  требуют  больших  временных  затрат.  Расчеты 

методами  теории  колебательных  спектров  4  многоатомных  молекул  в  гармоническом  приближении,  при  ис-

пользовании  современных  компьютеров,  выполняются  почти  мгновенно  и  дают  значения  частот  и  смещений 

атомов  из  положения  равновесия,  хорошо  совпадающие  с  результатами  квантово-механического  анализа. Это 

позволяет использовать простые приближения классической механики для решения многих задач, в том числе 

и задач, поставленных в данной работе. 

Ключевые слова: конденсация, молекулы этанола, инфракрасная спектроскопия, жидкий гелий. 

 

Drobyshev A., Aldiyarov A.,Tychengulova A.,Rakhat B., Baurzhan A. 

The self-Assembly mechanics of molecules of ethanol are condensed on the surface of superfluid helium. 

Summary. Oscillation spectroscopic is the most common physical method of investigation of chemical struc-

ture and structural features of macromolecules and to study their connection with thermodynamic and physical proper-

ties. In the framework of the fundamental problems of establishing a link between macroscopic properties of matter and 

its structure at the molecular level by methods of infrared spectroscopy do not yield their positions and remain in de-

mand studies of the vibrational spectra using the theory of vibrational spectra of polyatomic molecules. Direct quantum 

mechanical  methods  of  calculation  of  structure  and  spectra  of  complex  molecules  used  in recent times, require time-

consuming. Calculations using the theory of vibrational spectra of 4 polyatomic molecules in the harmonic approxima-

tion, when using modern computers, are executed almost instantly and give the values of the frequencies and displace-

ments of atoms  from equilibrium positions, in good agreement with the results of quantum-mechanical analysis. This 

allows you to use a simple approximation of classical mechanics for the solution of many tasks, including tasks set in 

this work. 

Key-words: condensation, molecules of ethanol, infrared spectroscopy, fluid helium. 

 

 

 

УДК 631.14:338.43 

 

1

Т. Калыбеков, 

2

Ы. Жакыпбек, 

2

А.С.

 

Әбен  

(

1

Центрально-Азиатский университет,

 

2

Казахский национальный исследовательский технический университет, имени К.И. Сатпаева, 

Алматы, Республика Казахстан, 

t.kalybekov@mail.ru,  moldir_09@mail.ru) 

 

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЛАНИРОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ  

 

Аннотация. Приведены  особенности планирования сельскохозяйственных земель с целью обеспечения 

максимальной  пользы  для  общества  при  землепользовании    и  природоохранных  методах  ведения  сельского 

хозяйства. Отмечается разделение фермерских или  свободных земель на массивы и земельные  участки в ходе 

развития территорий осуществлять с учетом размера и формы кварталов, ширины и длины улиц, строительных 

норм и правил размещения дорог, водопроводных магистралей, тротуаров, пешеходных дорожек. Предложено 

проводить долгосрочное управление земельными ресурсами на основе экологического подхода, учитывающего 

равновесие  между  охраной  и  использованием  природных  ресурсов.  Принудительное  изъятие  земель  рекомен-

дуется  проводить  после  предварительного  согласования  землевладельцем  всех  условий,  обеспечения  полной 

гласности и предоставления нового участка, удовлетворяющего владельца. Рекомендовано изменение целевого 

использования и границы своего участка земли производить с разрешения местных властей и землеустроитель-

ного органа. Строительство объекта на земельном участке необходимо осуществлять по утвержденным планам, 

градостроительным, архитектурно-планировочным требованиям населенного пункта.  

жүктеу/скачать 28,19 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: