Modification des spectres infrarouge lointain du pyrène lors de la transition de phase à 120 K

The far infrared absorption spectrum of a pyrene single crystal has been studied vs. temperature. It shows some modifications at 93 K. An absorption band disappears and four new ones appear at 83 (au), 114 (a u), 104 (bu) and 119 cm-1 (bu). However the crystal is spontaneously breaking at that temperature. There are no X ray cristallographic data at low temperatures but the infrared data point to a phase transition at 93 K. (There is also a specific heat anomaly described by Wen-Kuei Wong et al.).Le spectre d'absorption d'un cristal de pyrène dans l'infrarouge lointain est étudié en fonction de la température. Il montre quelques modifications : affaiblissement d'une bande d'absorption vers 93 K et apparition de 4 nouvelles bandes à 83 (a u), 114 (au), 104 (bu) et 119 cm-1 (bu). Par ailleurs le cristal se brise spontanément à cette température. On pense qu'il s'agit d'un changement de phase (il n'y a pas de données cristallographiques à basse température mais une anomalie de chaleur spécifique a été signalée par Wen-Kuei Wong et al.)

Variation du spectre infrarouge lointain du p-terphényle entre 300 K et 1,3 K

At room temperature p-terphenyl belongs to the monoclinic system with the $$C52h(P21/a) space group and two molecules in the unit cell. Three translational modes (2 au + 1 bu) are expected in the far infrared, they are assigned to the 47-97 and 70 cm-1 absorption bands. At low temperature the bands split gradually between 173 and 113 K. For T < 113 K it is known that the unit cell is triclinic with the C1i(P 1) space group and contains four molecules. We give spectroscopic evidence that the structural change is taking place progressively between 173 and 113 K. At low temperature the molecule is tunnelling between two equilibrium configurations. This leads to a splitting of several vibration levels.A température ordinaire le p-terphényle cristallise dans le système monoclinique et possède le groupe d'espace C52h(P21/a) avec deux molécules par maille primitive. On doit donc observer dans l'infrarouge lointain trois translations (2 au + 1 bu) que l'on attribue aux bandes d'absorption observées à 47-97 et 70 cm-1 respectivement. A basse température ces trois bandes se dédoublent progressivement entre 173 et 113 K. On sait qu'à 113 K la maille élémentaire est triclinique et possède le groupe d'espace C1i(P1$$) avec quatre molécules. Notre étude montre que la transformation se réalise progressivement entre 173 et 113 K. Un effet tunnel entre deux configurations possibles du cristal à basse température semble dédoubler certains niveaux

Spectre dans l'infrarouge lointain d'un monocristal de parabenzoquinone

The far infrared absorption spectrum of parabenzoquinone (PBQ) in solution at 300 K shows one broad band at 108 cm-1 which is ascribed to the lowest internal frequency νi. In the crystal the static field increases the frequency νi to 130 cm-1 without dichroism (weak coupling between both molecules). The three translational lattice modes are infrared active (2 Au + 1 B u). The spectra obtained for an infrared electric field perpendicular to the monoclinic axis gives the translational lattice vibration ν 1 (Bu) = 40 cm-1, and the internal vibration ν i = 130 cm-1, at 300 K. At 80 K both these bands are slightly displaced (ν1 = 42.5 cm-1; νi = 134 cm-1). Some difficulty occurs for an electric field parallel to the b axis : at 300 K, both νi = 130 cm-1 and one translational lattice frequency T'ac (ν2 = 89 cm-1) are observed. There is some evidence of the other lattice frequency T'ac as a shoulder in the absorption curve at ν 3 ≃ 75 cm-1. At 80 K we observe νi = 134 cm-1 and a triplet : ν'2 = 87 cm-1, ν' 3 = 102 cm-1 and ν'4 = 118 cm-1. This can be explained by strong coupling between ν2 and ν3 due to an important shift of ν3 towards high frequencies when the temperature decreases down to 80 K. The third vibrational level of the triplet is probably ν(Au) = ν1(Bu) + ν R(Bg) located at 40 + 40 = 80 cm-1 for 300 K, and at 49 + 42.5 = 91.5 cm-1 for 80 K.Le spectre infrarouge lointain de la parabenzoquinone (PBQ) en solution à 300 K ne présente qu'une bande d'absorption large centrée à 108 cm -1 qu'on attribue à la vibration interne νi de plus basse fréquence. Dans le cristal, sous l'influence du champ statique, la fréquence ν i augmente et se situe à 130 cm-1 sans présenter de dichroïsme (couplage faible entre les deux molécules). Les trois fréquences de translation du réseau devraient être actives en infrarouge (2 Au + 1 Bu). Les spectres où le champ électrique de l'onde est perpendiculaire à l'axe monoclinique s'interprètent bien en donnant la fréquence de translation Bu, soit ν1 = 40 cm-1 (300 K) et la fréquence interne νi = 130 cm-1 (300 K) ; à 80 K les deux bandes se déplacent légèrement (νi = 134 cm -1 et ν1 = 42,5 cm-1). Par contre le spectre E // b pose des problèmes. A 300 K, on observe νi = 130 cm -1 et une seule fréquence de translation soit ν2 = 89 cm-1; la deuxième fréquence de translation ν3 expliquerait peut-être un léger point d'inflexion et conduirait à écrire : ν3 ≃ 75 cm-1. A 80 K on observe νi = 134 cm-1, et un triplet ν'2 = 87 cm-1, ν' 3 = 102 cm-1 et ν'4 = 118 cm-1. On l'interprète par le déplacement rapide de ν3 vers les hautes fréquences lors du refroidissement à 80 K qui produirait un couplage intense entre ν2 et ν 3. Il faut un troisième résonateur pour expliquer le triplet. La combinaison Bg + Bu = 40 + 40 = 80 cm-1 ( Au) qui augmente aussi fortement lors du refroidissement donnant 49 + 42,5 = 91,5 cm-1 est active en infrarouge et serait la seule pouvant convenir

Spectres d'absorption de l'acide oxalique dihydraté dans l'infrarouge lointain

The far infrared absorption of a single crystal of oxalic acid dihydrate is studied with the electric field of the infrared wave successively parallel to the monoclinic b axis, and the a and c' directions perpendicular to it. The lowest absorption frequencies are observed at 44.5 cm-1 (E // a), 62.5 cm -1 (E // b) and 97 cm-1 (E//b) at room temperature with the frequencies increasing by 10 % when the temperature is decreased down to 80 K. Nine translational vibrations are infrared (5 Mb + 4 M⊥) active and the three lowest frequencies observed are ascribed to the translational frequencies of oxalic acid along and perpendicular to the b axis respectively with some participation of water molecules. Two other absorption bands are observed at 106 and 128 cm-1 for E // a at room temperature and are also ascribed to translational frequencies ; the frequencies shift respectively to 114 and 150 cm-1 at 80 K. A broad absorption band is observed at 120 cm-1 at room temperature for E // b and, as it is also observed in an oxalic acid solution, it is ascribed to an internal vibration of the molecule. It splits into 4 components at 80 K which be might occur from a coupling between the internal frequency and the four translational frequencies which have not been ascribed.Un monocristal d'acide oxalique dihydraté est étudié dans l'infrarouge lointain de 15 à 250 cm-1 avec des radiations polarisées successivement suivant l'axe monoclinique b, la direction a de la maille primitive et la direction c' perpendiculaire. Les bandes d'absorption de plus basse fréquence sont observées à 44,5 cm-1 (E// a), 62,5 cm-1 (E // b) et 97 cm-1 (E // b) à température ordinaire, et leur fréquence augmente de près de 10 % lorsqu'on refroidit le cristal à 80 K. Par ailleurs on attend 9 vibrations de translation des molécules du réseau dans cette région spectrale (cinq translations Mb et quatre translations M⊥) et les trois bandes ci-dessus sont attribuées aux translations des molécules d'acide oxalique respectivement le long de l'axe monoclinique et perpendiculairement, avec peut-être un léger entraînement des molécules d'eau. Plus loin, pour E // a on trouve deux bandes bien polarisées situées à 106 et 128 cm-1 pour T = 300 K qui se retrouvent à 114 et 150 cm-1 pour T = 80 K et sont attribuées à deux des vibrations de translation. Une bande d'absorption large est observée à 120 cm-1 à température ordinaire pour E // b et comme elle se retrouve en solution nous l'attribuons à une vibration interne correspondant probablement à une torsion de la molécule d'acide oxalique. Elle se résout en 4 composantes à 80 K sans polarisation définie. Elles peuvent correspondre à un couplage avec les quatre vibrations de translation qui n'ont pas été localisées plus haut

Spectre d'absorption dans l'infrarouge lointain d'un cristal de benzamide

Far infrared absorption by a benzamide single crystal is studied with polarized light between 15 and 250 cm-1 at 80 and 300 K. We have observed the two internal modes expected below 200 cm-1. The other active frequencies are assigned to lattice modes and can be explained by dimerization. We find that the translational frequencies of the two dimers of the unit cell are located at 25.5 ; 28 and 36.5 cm-1 at 300 K and shift to 29 ; 32 and 42 cm-1 at 80 K.L'absorption d'un cristal de benzamide dans l'infrarouge lointain est étudiée en lumière polarisée de 15 à 250 cm-1 aux températures de 80 et 300 K. Nous avons mis en évidence les deux modes internes attendus au-dessous de 200 cm-1. Les autres fréquences observées sont attribuées aux modes de réseau et s'expliquent par l'association des molécules en dimères. En particulier les fréquences des vibrations de translation des deux dimères de la maille sont situées à 25,5 ; 28 et 36,5 cm-1 à 300 K et à 29 ; 32 et 42 cm-1 à 80 K