Signatures of rotation–translation couplings, symmetry-breaking, and intermolecular interactions in the rovibrational spectra of solid H2O@C60
Notice bibliographique
Résumé
Some spectral features observed in the rovibrational spectra of solid H2O@C60 are shown to provide spectroscopic signatures of confinement-induced perturbations related to the coupling between the orientational and positional degrees-of-freedom of the water molecules. Their attribution to either para-H2O@C60 or ortho-H2O@C60 is established from their behavior during nuclear spin conversion. The frequency of the rovibrational transitions that emanate from their ground ro-translational (RT) states appears conspicuously redshifted from that of the corresponding transitions in the free water molecule in the gas phase. However, a few of the 21 hot band spectral features, and one ground state transition, observed in the infrared spectrum of solid H2O@C60 and reported here for the first time, cannot be straightforwardly assigned based on the softening of its intramolecular HOH bending and OH stretching vibrational modes due to confinement within C60. The most strongly perturbed transitions provide insights into the complex confinement-induced quantum nuclear dynamics arising from rotation-translation coupling, allowing the topology of the confinement potential to be revealed using a simple confined rotor model [Putaud et al., J. Chem. Phys. 162, 144313 (2025)]. While the line profiles exhibited by most of the transitions are consistent with symmetry-breaking interactions arising from merohedral disorder in solid H2O@C60, evidence for additional perturbations of the 10100 RT state, in the ground and vibrationally excited manifolds, is reported. Moreover, the line profiles displayed by the transitions emanating from the ground RT state of para-H2O@C60 and the observation of nominally forbidden Q-branch transitions, in the intramolecular HOH bending and symmetric OH stretching ranges of solid H2O@C60 samples with a fill ratio of 75%, are shown to provide a spectroscopic signature of intermolecular dipolar interactions between nearest-neighbor H2O@C60 molecules.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».