XRD、ラマン、グループ理論、およびGibbsエネルギー分析とDFT計算を組み合わせたデカノイック酸結晶の相転移の解明

この研究では、XRD、ラマン散乱、およびC形式のダイマーでのDFT計算によって解明された低温条件下でのデカン酸酸（DA）結晶の一連の相転移を報告しています（モノクニック構造）。最初の位相の変化は、ギブスのエネルギー行動によって示されるように、2次型の遷移として正式に特徴付けられる210-190 K間隔内で認められ、結晶の単眼構造（p21/c）が変化しないことを示唆しています。2番目の変化は、110〜90 K近くに観察され、その遷移はCフォームからAフォーム（三リクリック）に発生する1次タイプであり、おそらくP1スペースグループに属しています。この新しい多型相は、DFT計算によって正式に予測されました。ギブスのエネルギー行動によれば、第3位の変化（〜30-10 k）は、おそらくP1空間からの変化に関連する可能性が高い、おそらく1次遷移である新しい多型相への遷移であることが提案されています。P-1からグループ。さらに、グループ理論と波数と温度プロットの分析は、DAクリスタルが受けた相遷移を裏付けました。さらに、冷却中にいくつかのラマンバンドの行動における非調和性の影響が認められました。室温条件でのDFT計算を介したラマンモードとIRモードの正しい割り当てもここで提供されます。

This research reports a series of phase transitions in the decanoic-acid (DA) crystal under low-temperature conditions, which were elucidated by XRD, Raman scattering and DFT calculations in a dimer of DA in the C form (monoclinic structure). The first phase change was noticed within the 210-190 K interval duly characterized as a transition of second-order type, as indicated by Gibbs energy behavior, suggesting that the monoclinic structure (P21/c) of the crystal is not changed. The second change was observed nearly 110-90 K, whose transition is first-order type occurring from the C form to an A form (triclinic), possibly belonging to the P1 space group. This new polymorphic phase was duly predicted through DFT calculations. According to Gibbs energy behavior, the third phase change (∼30-10 K) is proposed to be a transition from the A form to a new polymorphic phase that probably is a first-order transition, likely associated with a change from the P1 space group to P-1. Furthermore, group theory and wavenumber vs temperature plots' analyses corroborated the phase transitions undergone by DA crystal. In addition, anharmonicity effects in several Raman bands' behavior were noticed during the cooling. A correct assignment for the Raman and IR modes via DFT calculations at room-temperature conditions is also provided herein.