Study of ionic Clusters of the form X+ Ln. Application on Mg+ Arn, Sr+ Arn Clusters
Μελέτη των ιοντικών Clusters της μορφής X+ Ln. Εφαρμογή στα Clusters Mg+ Arn, Sr+ Arn
Φανουργάκης, Γιώργος Σ
Φαράντος, Σταύρος
Η εργασία αυτή αναφέρεται στη θεωρητική μελέτη των ιοντικών clusters της μορφής: X+Ln (Χ : άτομο μετάλλου και L : άτομο ευγενούς αερίου). Πιο συγκεκριμένα, εξετάσαμε τα clusters Sr+ Arn και Mg+Arn,συστήματα στα οποία έχουν πραγματοποιηθεί πρόσφατες πειραματικές μελέτες. Ορισμένα από τα βασικότερα ερωτήματα που μας απασχόλησαν είναι: α) Ποια είναι η φύση των δυνάμεων που ασκούνται και με ποια μοντέλα μπορούμε να τις περιγράψουμε. β) Ποιες είναι οι δομές αυτών των clusters. γ) Ποια είναι τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά εκείνων των clusters που εμφανίζονται στα φάσματα μάζας ως "μαγικοί" αριθμοί. δ) Ποια είναι τα θερμοδυναμικά χαρακτηριστικά των ιοντικών clusters (π.χ. αλλαγή φάσης, εντροπία) και πως συνδέονται με τις δυναμικές τους ιδιότητες (π.χ. ισομερισμός). ε) Κατά πόσο, απλές θεωρίες που χρησιμοποιούνται πολύ συχνά στη μελέτη μορίων ή χημικών διεργασιών (όπως η αρμονική προσέγγιση ή η θεωρία μεταβατικής κατάστασης) μπορούν να δώσουν -έστω ποιοτικά- συμφωνία με τις πολύ ακριβέστερες μεθόδους Μοριακής Δυναμικής. στ) Πόσο ικανοποιητική είναι η μελέτη αυτών των συστημάτων χρησιμοποιώντας κλασική μηχανική. ζ) Πως μπορούμε να συνδέσουμε (έστω και έμμεσα) τα πειραματικά αποτελέσματα με τους θεωρητικούς υπολογισμούς.
(EL)
This thesis refers to the theoretical treatment of ionic clusters of the form X+Ln (X : metallic atom and L : noble gas atom). Specifically, we have studied the Sr+ Arn and Mg+ Arn clusters, systems on which recent experiments have been conducted. Some of the fundamental questions we have addressed are: a) What is the nature of the interactions and through which models we can describe them. b) What are the structures of these clusters. c) What are the special features of the clusters emerging as ''magic'' numbers in the experimental mass spectra. d) What are the thermodynamical characteristics of the ionic clusters (e.g. phase transition, entropy) and how they are related to their dynamical properties (e.g. isomerization process). e) In what extent simple models, commonly employed in studying molecules and chemical processes -such as the harmonic approximation or transition state theory - can yield even qualitative agreement to the more accurate molecular dynamics methods. f) How satisfying is the use of classical mechanics in the treatment of these systems. g) How can we relate the experimental results to the theoretical calculations.
(EN)
