Theoretical Modeling of Vibrational Spectra in the Liquid Phase

این پایان نامه شرح جامعی از روش های مورد استفاده برای محاسبه طیف ارتعاشی سیستم های مایع با شبیه سازی دینامیک مولکولی ارائه می دهد. نویسنده به طور سیستماتیک مبانی نظری را معرفی می کند و مفاهیم تقریب هسته های اتمی را به عنوان ذرات کلاسیک مورد بحث قرار می دهد. نقاط قوت روش از طریق چندین مثال مختلف نشان داده شده است. مایعات یونی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند، زیرا خواص آنها توسط فعل و انفعالات بین مولکولی قوی و متنوع در حالت مایع کنترل می شود. نویسنده به عنوان یک مشارکت جدید در این زمینه، یک مسیر جایگزین به سمت شدت‌های فروسرخ و رامان را بر اساس تسلیحات ورونوی از چگالی الکترون ارائه می‌کند. این تکنیک نسبت به رویکردهای موجود در مورد منابع محاسباتی مورد نیاز برتر است. علاوه بر این، این کتاب رویکردی نوآورانه برای به دست آوردن گشتاورهای مغناطیسی و طیف دو رنگی دایره‌ای ارتعاشی مایعات ارائه می‌کند و تطابق عالی آن را با داده‌های مرجع تجربی نشان می‌دهد.

This thesis provides a comprehensive description of methods used to compute the vibrational spectra of liquid systems by molecular dynamics simulations. The author systematically introduces theoretical basics and discusses the implications of approximating the atomic nuclei as classical particles. The strengths of the methodology are demonstrated through several different examples. Of particular interest are ionic liquids, since their properties are governed by strong and diverse intermolecular interactions in the liquid state. As a novel contribution to the field, the author presents an alternative route toward infrared and Raman intensities on the basis of a Voronoi tessellation of the electron density. This technique is superior to existing approaches regarding the computational resources needed. Moreover, this book presents an innovative approach to obtaining the magnetic moments and vibrational circular dichroism spectra of liquids, and demonstrates its excellent agreement with experimental reference data.