| Abstrakt: | Z przedstawionych i omówionych wyników badań spektralnych widm podczerwonych
układów wiązań wodorowych w kryształach molekularnych wnioskować należy, że widma te
mają niezwykle złożoną naturę, a mechanizm ich generowania w dalszym ciągu nie jest do
końca jasny. Podstawowy mechanizm generowania widm podczerwonych opisany teoriami
silnego sprzężenia, a potem teorią relaksacyjną,, uwzględnia fakt, że na własności widm
podczerwonych wiązań wodorowych mają wpływ liczne czynniki zewnętrzne. Na pewno
uwzględnić należy nie tylko samą geometrię rozmieszczenia wiązań wodorowych w komórce
elementarnej kryształu, gdyż takie podejście nie tłumaczy obserwowanych w widmach, m.in.
tych przedstawionych w mojej dysertacji doktorskiej, efektów spektralnych.
W rozważaniach natury powstawania widm podczerwonych należy wyjść poza teorię
ekscytonów molekularnych. W szczególności trzeba uwzględnić strukturę elektronową
zaasocjowanych wodorowo molekuł. Właśnie ten aspekt, dotychczas pomijany w teoriach
wiązań wodorowych, jest w największym stopniu odpowiedzialny za dobór odpowiedniej
pary wiązań wodorowych, między którymi oddziaływanie ekscytonowe jest źródłem
obserwowanych w podczerwieni efektów spektralnych wiązań wodorowych. Trzeba także
uwzględnić czynnik geometryczny, ale nie w takim sensie jak do tej pory, tzn. nie chodzi
raczej o rozmieszczenie wszystkich wiązań wodorowych w komórce elementarnej kryształu,
lecz istotne przy powstawaniu widma podczerwonego jest wzajemne położenie tej dwójki
wiązań wodorowych, która jak wynika z czynnika elektronowego, decyduje o widmie
w największym stopniu.
Opisane czynniki, wpływające na podstawowy mechanizm generowania widm
podczerwonych wiązań wodorowych, tzn. aspekt elektronowy i aspekt geometryczny,
współgrają ze sobą i jedynie uwzględnienie ich razem umożliwia wytłumaczenie kształtu,
struktury subtelnej i efektów spektralnych widm podczerwonych wiązań wodorowych Nie są
to z pewnością jedyne czynniki decydujące o widmie, ale uwzględnienie ich obydwu
umożliwia zrozumienie elementarnych efektów spektralnych, chociażby takich jak
obserwowane dla układów molekularnych zawierających w sieci krystalicznej jako jednostki
strukturalne dimery wiązań wodorowych widma podczerwone, charakterystyczne dla
układów łańcuchowych i odwrotnie, dla układów łańcuchowych, widma typowe dla dimerów.
Obydwa te aspekty należy uwzględniać przy tworzeniu kolejnych teorii widm podczerwonych
wiązań wodorowych.
Ponadto zauważono, że najsilniejsze dynamiczne oddziaływania kooperatywne
dotyczą tej samej pary wiązań wodorowych w sieci krystalicznej, między którymi zachodzą
oddziaływania ekscytonowe, decydujące w największym stopniu o charakterze powstającego
widma podczerwonego w zakresie protonowych i deuteronowych drgań rozciągających. Taka
korelacja pomiędzy dynamicznymi oddziaływaniami kooperatywnymi a oddziaływaniami
ekscytonowymi w układach wiązań wodorowych jest przyczyną obserwowanego braku
zmienności kształtów i własności spektralnych pasm v x -h i Vx -d podczas rozcieńczania
izotopowego próbki deuterem. Dzięki takiej współzależności możliwym stało się odkrycie
zjawiska samoorganizacji izotopowej H/D, które jest przejawem silnych dynamicznych
oddziaływań kooperatywnych. W pracy doktorskiej opisano powszechność występowania
omawianego zjawiska w przyrodzie, a konkretnie zaproponowano wytłumaczenie
destrukcyjnego wpływu wody ciężkiej na organizmy żywe w oparciu o zjawiska
samoorganizacji izotopowej H/D w układach wiązań wodorowych. |