CC BY
69
ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Сер. 4. 2011. Вып. 1
ХИМИЯ
УДК 535:539:543
Н. Г. Бахшиев, С. Х. Акопян
К 50-ЛЕТИЮ СОЗДАНИЯ МЕЖКАФЕДРАЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ СПЕКТРОХИМИИ
Введение. Решение Учёного совета химического факультета о необходимости создания межкафедральной лаборатории молекулярной спектроскопии, которая позднее стала именоваться лабораторией спектрохимии (ЛСХ), было принято в 1961 г. Датой более чёткого оформления её структуры можно считать 1 сентября 1963 г., когда реально приступил к своим обязанностям её руководитель. Весной 1964 г. лаборатория получила своё помещение.
Это была первая лаборатория подобного рода в химических вузах страны, предназначенная для решения широкого круга научных, учебных и методических задач. Необходимость её создания определялась рядом объективных причин, в основе которых лежало понимание важной и постоянно возрастающей роли спектроскопических методов исследования в современной химии. Неоценимый вклад в организацию, становление и оснащение ЛСХ внёс директор НИИ химии профессор А. Г. Морачевский.
По рекомендации академика А. Н. Теренина на должность руководителя ЛСХ был приглашён один из его учеников, старший научный сотрудник, кандидат физикоматематических наук Н. Г. Бахшиев, который с середины 50-х годов активно занимался в ГОИ изучением общих закономерностей влияния межмолекулярных взаимодействий (природы растворителя) на оптические спектры молекул. В результате сложились благоприятные предпосылки для формирования на базе ЛГУ и ГОИ нового актуального направления научной школы академика А. Н. Теренина — спектроскопии межмолекулярных взаимодействий (спектрохимии сольватационных процессов).
Учёным советом была одобрена программа деятельности ЛСХ, включающая решение трёх основных задач:
1. Проведение собственных и совместных с другими кафедрами научных исследований в актуальных областях современной спектроскопии.
2. Разработка и реализация единого учебного процесса по спектрохимии для всех выпускников факультета, а также создание новой специализации «Спектрохимия».
3. Активное содействие сотрудникам и студентам факультета в проведении спектрохимических исследований.
© Н. Г. Бахшиев, С. Х. Акопян, 2011
В полном объёме деятельность ЛСХ по всем перечисленным выше направлениям началась с осени 1964 г., когда Н. Г. Бахшиев начал читать подготовленный им общий курс лекций «Молекулярная спектроскопия», предназначенный для студентов 4-го года обучения всех специализаций химического факультета. Одновременно вёлся лабораторный практикум, который помимо ассистента О. В. Свердловой, работавшей ранее на кафедре химии природных соединений, проводили преподаватели факультета
О. А. Лобанёва и Т. Г. Баличева, а также старший инженер В. И. Федотова. Наконец, в это же время начал активно функционировать приборный зал ЛСХ, обеспечивающий спектроскопическими методиками всех сотрудников, дипломантов и аспирантов факультета. В полученные лабораторией помещения были переведены практически все спектральные приборы, имевшиеся к тому времени на факультете, а также началось поступление новых (в том числе импортных) спектрометров. Большой вклад в создание и оснащение приборного зала внёс младший научный сотрудник Д. Н. Глебовский, который в то время одновременно исполнял обязанности заместителя заведующего лабораторией. В успех работы приборного зала внесли большой вклад младший научный сотрудник А. Е. Семёнова, операторы Е. В. Бернштейн и Е. Н. Столярова, а также технические работники — инженеры А. В. Попова и Е. А. Сысоева. В этот же период в ЛСХ были приняты на работу инженер В. А. Рыжов, а также лаборант И. В. Чупин и препаратор А. С. Розенталь. В разные годы обязанности заместителя заведующего ЛСХ выполняли: преподаватели и сотрудники лаборатории О. В. Свердлова (1972-1975 гг.), С. Х. Акопян (1975-1980 гг.), Г. В. Сайдов (1980-1990 гг.) и с 1990 г. — С. Х. Акопян.
В 1965 г. в ЛСХ появились «свои» студенты (Л. М. Коржикова, Г. А. Маликина и Л. В. Мошковская), которым читались дополнительные спецкурсы, что положило начало подготовке выпускников по специализации «Спектрохимия» (первый выпуск состоялся в 1967 г.). Эта специализация стала среди студентов настолько популярной, что заполнение квоты ЛСХ (в среднем 5 мест в год) претендентами пришлось осуществлять на конкурсной основе (собеседование). Кроме того, после защиты Н. Г. Бахшиевым в марте 1966 г. докторской диссертации сложились благоприятные условия для подготовки специалистов-спектрохимиков высшей квалификации через аспирантуру и соискательство. Первыми аспирантами ЛСХ стали В. А. Тарасов, Г. В. Сайдов и С. Х. Акопян, а в конце 60-х — первой половине 70-х годов число аспирантов и соискателей доходило до десяти (О. И. Архангельская, А. В. Алтайская, Г. И. Баранова, Л. Ф. Кардашина, В. А. Коровина, Л. М. Коржикова, Г. А. Маликина, В. М. Сидоренко, Ю. Г. Сирецкий, А. А. Тихомолов). Наконец, в тот же период началось формирование устойчивых научных групп С. Х. Акопяна (В. Б. Борисова, И. А. Винокуров, Л. А. Соловьёва, С. И. Лукьянов, Т. Ю. Житова, А. С. Денисова, И. А. Боярская), В. А. Городыского (Ю. Г. Сирецкий, А. А. Морачевский, Н. А. Степанова), Г. В. Сай-дова (М. Е. Юдович, В. А. Амеличев, Н. В. Спевак). Именно этими группами, которым постоянно, внимательно и терпеливо помогал руководитель лаборатории, были получены наиболее важные результаты, о чём речь пойдёт ниже.
С появлением на факультете кафедры квантовой химии (1965 г.) было сочтено целесообразным с организационной и научной точек зрения ввести преподавателей ЛСХ в состав этой кафедры, а научных сотрудников — в состав отдела химической физики НИИХ. При этом межкафедральный статус ЛСХ полностью сохранялся. В конце 80-х годов ЛСХ вместе со всем факультетом переехала в Петродворцовый учебно-научный комплекс, где ей были предоставлены новые просторные помещения и созданы благоприятные условия для дальнейшего развития.
К сожалению, дальше наступили 90-е годы, когда ЛСХ потеряла практически всех высококвалифицированных сотрудников среднего возраста, которые должны были при нормальном развитии событий прийти на смену своим учителям. В конце 2008 г. ЛСХ была включена в состав кафедры органической химии, но статус межкафедральной лаборатория сохранила.
В статье приведены конкретные сведения об основных достижениях ЛСХ в трёх областях её деятельности — научной работе, учебном процессе и методической работе. При этом главное внимание уделено результатам фундаментальных исследований, поскольку только достаточно высокий уровень последних способен создать надёжную основу для полноценного развития учебного процесса и актуальных методических разработок.
Научная работа (фундаментальные исследования). Ниже сделана попытка кратко сформулировать наиболее важные результаты, полученные в ЛСХ в области спектрохимии широкого круга конденсированных систем (в основном растворов неэлектролитов и электролитов, а также жидкостей).
Основные научные достижения С. Х. Акопяна с сотрудниками и аспирантами. В процессе исследований по направлениям «Неспецифическая сольватация и ИК-спектры растворов» и «ИК-спектры неводных растворов электролитов» интерпретированы основные закономерности изменения параметров ИК-полос поглощения молекул при растворении и разработаны методы описания влияния растворителя на частоты и абсолютные интенсивности ИК-полос; предложены новые подходы к исследованию ИК-спектров растворов электролитов. Ниже приведены некоторые из полученных результатов, которые представляют и определённый практический интерес.
Неспецифическая сольватация и ИК-спектры растворов.
1. Предложен количественный метод учёта влияния растворителя на абсолютные интегральные интенсивности ИК-полос поглощения молекул, позволяющий интерпретировать резкое, в десятки раз, возрастание интенсивностей под действием нейтральных растворителей. Создание метода сделало возможным использование интенсивностей ИК-полос в спектрохимической практике.
2. Разработан независимый метод определения знака производных дипольного момента молекул по нормальным координатам, основанный на анализе изменений абсолютных интенсивностей ИК-полос поглощения молекул в ряду растворителей. Его создание важно для теоретического анализа интенсивностей в ИК-спектрах (решение электрооптической задачи), поскольку указанные производные находятся из экспериментальных значений интенсивностей лишь с точностью да знака, притом что существующие методы определения знака производных часто приводят к противоречивым результатам.
3. Предложен метод определения значений производных поляризуемости молекул по нормальным координатам, характеризующих интенсивности линий в спектрах КР, из экспериментальных данных по интенсивностям соответствующих ИК-полос молекул в ряду растворителей. Метод основан на установленном экспериментальном факте, в соответствии с которым изменения абсолютных интегральных интенсивностей ИК-полос молекул под действием растворителя определяются, в частности, значениями указанных производных.
4. Предложен метод описания влияния растворителя на частоты нормальных колебаний молекул, базирующийся на использовании известных модельных эмпирических потенциалов парного взаимодействия. В приближении аддитивности межмолекуляр-ных сил получены выражения для полного потенциала взаимодействия молекулы со
средой, использование которого при описании сдвига частот позволяет учитывать в явном виде межмолекулярные силы притяжения и отталкивания.
5. Разработан метод описания сдвига колебательных частот молекул при растворении, основанный на использовании процедуры численного моделирования Монте-Карло. Применение атом-атомных потенциалов отталкивания позволяет учитывать при описании сдвига зависимость сил отталкивания от колебательных координат и, как следствие, различные относительные изменения сил отталкивания и сил притяжения при оптическом возбуждении молекул. Метод даёт возможность интерпретировать изменение сдвига частот в широком интервале температуры и плотности и, в частности, высокочастотный «синий» сдвиг колебательных частот.
ИК-спектры неводных растворов электролитов.
1. Предложен новый подход к исследованию неводных растворов электролитов, базирующийся на использовании абсолютных интегральных интенсивностей в ИК-спек-трах растворов.
В рамках этого подхода:
— разработаны методы, позволяющие определять: концентрации молекул растворителей, входящих и не входящих в первые координационные сферы катионов (КСК), и соответствующие значения абсолютных интенсивностей ИК-полос; координационные числа сольватации катионов; спектроскопические характеристики координированных молекул и их изменения при варьировании состава исследуемых систем;
— сделан вывод о неправомочности используемого ранее предположения о несоль-ватируемости контактных ионных пар — установлено, что с увеличением содержания соли в растворе наблюдаются отклонения от линейности концентрационных зависимостей абсолютных интенсивностей ИК-полос поглощения молекул, входящих в первые КСК;
— предложен метод определения концентрации контактных ионных пар в растворах электролитов, основанный на учёте отклонения от линейности указанных зависимостей абсолютных интенсивностей ИК-полос от концентрации соли; метод может быть использован для систем, содержащих одноатомные анионы, для которых обычно используемый способ, основанный на анализе расщепления полос вырожденных колебаний многоатомных анионов при образовании контактных ионных пар, неприменим;
— разработан количественный метод определения состава сольватных оболочек ионов в трёхкомпонентных растворах электролитов, базирующийся на анализе абсолютных интенсивностей ИК-полос молекул, входящих в первые КСК; в результате его использования получило развитие новое направление исследований процессов пе-ресольватации ионов в многоатомных системах.
2. Предложен новый подход к исследованию сольватационных процессов в неводных растворах электролитов, основанный на анализе небольших изменений параметров ИК-полос, обнаружение которых ввиду их малости невозможно при непосредственном сопоставлении спектров растворов и чистых растворителей и предполагает использование методов дифференциальной абсорбционной спектроскопии. На основе этого подхода:
— установлено, что используемые ранее упрощающие предположения о неизменности параметров ИК-полос молекул, входящих и не входящих в первые КСК, при варьировании состава исследуемых систем в общем случае не являются верными;
— показано, в частности, что при изменении концентрации соли в двухкомпонентных растворах растворитель—соль и изменении состава бинарного растворителя в трёхкомпонентных системах наблюдаются закономерные смещения ИК-полос молекул, входящих и не входящих в первые КСК; это свидетельствут о том, что регистрируемые
полосы являются суперпозициями нескольких полос, отвечающих различным структурным формам;
— установлено, что на основе анализа соответствующих данных можно получить важную информацию о микроструктуре растворов:
• в случае трёхкомпонентных растворов в результате разложения ИК-полос молекул, входящих в первые КСК, на индивидуальные компоненты можно получить сведения о концентрациях сольватов разного состава в растворах, их изменении при варьировании концентраций компонентов бинарного растворителя и, следовательно, значения констант ступенчатой пересольватации ионов;
• в случае двухкомпонентных растворов в результате разложения ИК полос, не входящих в первые КСК, на индивидуальные компоненты можно получить информацию о концентрациях молекул, которые по своим спектроскопическим характеристикам близки к молекулам чистого растворителя, а также о концентрациях различных реализующихся в растворах структурных форм (сольваторазделенные контактные ионные пары, молекулы во вторых КСК и т. д.).
Таким образом, развиваемый подход к исследованию растворов электролитов позволяет получать информацию не только о молекулах в первых КСК, как это полагалось ранее, но также о молекулах во вторых КСК и в объёме, что существенно расширяет возможности ИК-спектроскопии.
Основные научные достижения Н. Г. Бахшиева с сотрудниками и аспирантами.
1. Предсказано и обнаружено новое фотофизическое явление дисперсии эффективного (локального) поля световой волны в области оптического резонанса, а также разработан на этой основе не имеющий аналогов количественный метод изучения закономерностей проявления резонансных и индуктивно-резонансных взаимодействий в спектрах поглощения разнообразных конденсированных веществ (совместно с О. П. Гириным,
В. С. Либовым, В. М. Коровиной, В. М. Сидоренко) (1960-1970-е годы).
2. Предсказано и обнаружено новое фотофизическое явление, получившее в англоязычной литературе название “time-dependent fluorescent solvent shift”, а также разработана первая теория этого явления (“Bakhshiev model for solvent relaxation”), адекватно описывающая результаты опыта (совместно с Ю. Т. Мазуренко и И. В. Питерской (1960-1970-е годы).
3. Разработан один из первых вариантов полуэмпирической теории явления селективной неспецифической сольватации полярных молекул в бинарных растворителях, состоящих из нейтральной (неполярной) и активной (полярной) компонент; показано, что с помощью полуэмпирической теории удаётся дать количественную интерпретацию большого экспериментального материала по зависимости смещения оптических спектров от состава раствора (совместно с В. А. Городыским и А. А. Тихомоловым) (1970-е годы).
4. Предложены новые подходы к изучению статистических механизмов неоднородного уширения колебательных полос жидкостей и растворов, в результате чего был разработан не имеющий аналогов спектрохимический метод, впервые позволяющий находить из опыта статистические функции распределения высоты энергетических барьеров, препятствующих вращению простых молекул в жидкой фазе (совместно с Г. И. Барановой, Ю. Е. Забиякиным и Ю. П. Соколовым) (1970-1990-е годы).
5. Обнаружен, исследован и количественно интерпретирован новый круг сольвата-ционных процессов, нелинейных по полю межмолекулярных сил, а также определены
условия экспериментального наблюдения подобных эффектов применительно к растворам полярных веществ в индивидуальных и бинарных растворителях (совместно с А. Л. Кирилловым, Ю. Г. Сирецким и В. С. Смирновым) (80-90-е годы).
6. Установлен механизм проявления в сольватационном смещении спектральных полос межмолекулярных сил отталкивания, обусловленный изменением при оптических квантовых переходах эффективного радиуса межмолекулярного взаимодействия (онза-геровского радиуса молекулы растворённого вещества) (совместно с О. В. Свердловой) (1970-1980-е годы).
7. Разработан оригинальный, не имеющий аналогов спектрохимический подход к трактовке низкочастотных колебательных спектров неассоциированных и ассоциированных жидкостей, в котором роль колебательной координаты играет изменение эффективного радиуса межмолекулярного взаимодействия (совместно с В. С. Либо-вым и Т. C. Перовой) (90-е годы).
8. Разработан и апробирован новый вариант полуэмпирической теории, впервые позволяющей получать расчётным путём все основные составляющие абсолютного сольватационного смещения спектральных полос при фазовом переходе газ—раствор, обусловленного влиянием универсальных диполь-дипольных сил притяжения, а также сил отталкивания (конец 1990-х-начало 2000-х годов).
Основные научные достижения В. А. Городыского с сотрудниками и аспирантами.
1. Обнаружен с помощью спектральных методов новый тип молекулярных комплексов (КПЗ-II), для которых перенос заряда между молекулами донора и акцептора осуществляется путём смещения тяжёлых ядер или групп ядер.
2. Получено экспериментальное подтверждение концепции неравновесной (ориентационной) сольватации переходного состояния в гетеролитических реакциях в растворах, а также объяснение аномальных свойств их кинетики.
3. Разработан метод операционального разделения (с использованием только макрохарактеристик веществ) полной энергии взаимодействия молекул в жидкостях и растворах только на две составляющие — анизотропную (инерционную) и изотропную (неинерционную).
4. Установлено, что модуль комплексной диэлектрической проницаемости вещества является самостоятельным физическим параметром — кинетической диэлектрической проницаемостью диэлектрика (еу).
5. Установлены области нормальных, аномальных, а также экстремальных температурных зависимостей кинетической диэлектрической проницаемости е полярных жидкостей, открывающие дополнительные пути управления химическими гетеролитиче-скими процессами и способствующие выяснению механизма процессов саморегуляции.
6. Впервые показано, что область максимума е для воды и растворов солей щелочных металлов на частотах электрического поля, близких к частотам конформационных переходов в молекулах аминокислот, соответствует температуре организмов in vita.
Основные научные достижения Г. В. Сайдова с сотрудниками и аспирантами.
1. Предложен и апробирован новый количественный метод спектрохимического исследования поверхностных явлений — жидкостная спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения (ЖСВО).
2. Развиты представления о механизмах физической сорбции молекул и их взаимодействий на поверхности твёрдых тел, а также на границах раздела твёрдое тело—жидкость и жидкость—жидкость.
3. Выполнен обширный цикл систематических исследований по применению методов электронной и колебательной спектроскопии для изучения физико-химических свойств и строения граничных и поверхностных слоёв конденсированных веществ.
4. На основе измерения по спектрам отражения оптических постоянных ряда важных в научном и практическом отношении систем (плёнки политетрафторэтилена, по-ликристаллические плёнки пентацена, поверхностные (граничные) слои нитробензола) получены новые данные об эффективной толщине указанных плёнок и слоёв.
5. Впервые показано, что поверхностные и граничные слои нитробензола во многих случаях обладают жидкокристаллическими свойствами.
6. Получены корреляционные соотношения, устанавливающие количественную связь между сольватохромными параметрами и параметрами реакционной способности органических молекул в растворах, а также выполнен эксперимент на примере изучения кинетики нескольких классических реакций.
Научная работа (прикладные исследования). Как известно, к категории фундаментальных принято относить результаты, имеющие общенаучное значение (новые явления, теории, закономерности, методы, подходы и т. п.), а к категории прикладных — работы, посвящённые частным, но от этого не менее значимым вопросам. Большое число подобных прикладных работ, посвящённых главным образом спектрохимическому изучению строения и свойств органических молекул и комплексов разной природы, было выполнено О. В. Свердловой совместно со своими дипломантами и аспирантами, а также в соавторстве с ведущими сотрудниками кафедры органической химии (Б. В. Иоффе, З. А. Шевченко, В. А. Николаевым, Л. Л. Родиной, И. А. Баловой). Важно отметить, что полученные при этом научные результаты стали основой для нескольких кандидатских диссертаций (Л. М. Коржикова, Я. М. Григорьев, М. А. Яценко-Хмелевская, К. В. Шафорост). Ещё одним примером прикладных спектрохимических работ могут служить многолетние совместные исследования ЛСХ (Н. Г. Бахшиев,
А. Ю. Кириллова) с НИИ физико-химической медицины (лаборатория физических методов диагностики, руководитель — член-корреспондент АМН, профессор Г. Е. Доб-рецова), посвящённые спектрохимическому изучению 4-диметиламинохалкона, являющегося одним из наиболее эффективных флуоресцентных зондов, активно используемых в современных медико-биологических исследованиях. Наконец, следует упомянуть о давних творческих связях сотрудников ЛСХ (С. Х. Акопян, Г. И. Баранова, Д. Н. Глебовский) с кафедрой физической химии (В. А. Пальчевский, А. А. Белюстин), кафедрой неорганической химии (А. Б. Никольский, В. А. Латышева, Л. А. Мюнд) и кафедрой органической химии (И. Н. Домнин), что также приводило и приводит к появлению совместных научных статей.
Среди прикладных исследований большую долю всегда составляли хоздоговорные работы, которые велись в ЛСХ практически с её основания. Начало последним положили работы аспиранта В. А. Тарасова (руководитель Н. Г. Бахшиев), в которых была впервые показана эффективность использования метода ИК-спектроскопии при изучении процессов функционирования в дизельных двигателях моторных масел с присадками (1966-1968 гг.). Большой цикл исследований по хоздоговорам с ГОИ был проведён сотрудниками группы В. А. Городыского, которые успешно применяли методы УФ-спектроскопии и люминесценции при исследовании комплексов с переносом заряда (Ю. Г. Сирецкий, А. А. Морачевский), конформационной неоднородности 1,4-диоксана (Н. А. Степанова), влияния растворителя на кинетику химических реакций (Е. В. Си-дорычев). Матералы этих хоздоговорных работ стали составной частью кандидатских
диссертаций всех упомянутых выше сотрудников (1970-е и 1980-е годы). Кроме того, в ЛСХ активно развивались и применялись новые спектрохимические методики, к которым относится, в частности, метод НПВО, причём не только в его традиционном (твердотельном) виде (Д. Н. Глебовский), но и в оригинальном (жидкостном) варианте, разработанном в групппе Г. В. Сайдова.
С 1980-го года в ЛСХ проводились хоздоговорные работы по тематике «Оптика моря», в рамках которой изучалась люминесценция вод Тихого океана, Охотского и Чёрного морей, а также Ладожского озера (Д. Н. Глебовский с сотрудниками). При этом было установлено, что с помощью люминесцентных методов могут быть получены сведения о локализации и движении водных масс, путях перемещения и областях залегания (накопления) техногенных примесей. Кроме того, были проведены предварительные исследования люминесценции вод глубоких подпочвенных скважин, а также высказано предположение о возможности получения таким путём информации об изменении тектонической ситуации в районе расположения указанных скважин. В 1992 г. эти работы были прерваны в связи с прекращением финансирования.
Впечатляющих результатов достиг в данной области В. М. Сидоренко, окончивший в середине 1970-х годов аспирантуру ЛСХ (руководитель Н. Г. Бахшиев) и успешно защитивший кандидатскую диссертацию, посвящённую исследованию закономерностей влияния дисперсии эффективного поля световой волны на спектры комбинационного рассеяния (СКР) жидких систем. Перейдя затем на работу в ГОИ, В. М. Сидоренко в 1980-1990-х годах провёл огромную работу по созданию уникального комплекса погружаемой глубоководной аппаратуры для измерения и изучения спектров люминесценции и СКР морской воды, а также успешно применил её для решения ряда актуальных (в том числе экологических) задач, за что ему в 1998 г. была присуждена учёная степень доктора технических наук. В настоящее время профессор В. М. Сидоренко является заведующим кафедрой одного из ведущих вузов С.-Петербурга и продолжает эти исследования.
Наконец, в 1980-х годах было продолжено ещё одно направление хоздоговорных исследований ЛСХ (Д. Н. Глебовский с сотрудниками), начатое ещё аспирантом В. А. Тарасовым в 1960-е годы. Работа проводилась совместно с кафедрой органической химии (Б. А. Болотов с сотрудниками) и была посвящена спектрохимическому изучению методом ИК-спектроскопии процессов окисления моторных масел с целью установлению механизма этих процессов. Несмотря на то что были получены обнадёживающие научные результаты, подтверждённые в ходе многочисленных (в том числе натурных) испытаний, эти работы были в 1992 г. также прекращены по причине окончания их финансирования. Начиная с этого времени дополнительные финансовые средства поступали в ЛСХ только в результате получения её сотрудниками тех или иных российских и международных грантов.
Говоря в целом о фундаментальных и прикладных исследованиях в ЛСХ, необходимо отметить, что результаты этих исследований опубликованы в монографиях Н. Г. Бахшиева «Спектроскопия межмолекулярных взаимодействий» (1972 г.) и «Фотофизика диполь-дипольных взаимодействий. Процессы сольватации и комплексообра-зования» (2005 г.), монографии О. В. Свердловой «Электронные спектры в органической химии» (1973 и 1985 гг.), коллективной монографии (Н. Г. Бахшиев, В. С. Либов, Ю. Т. Мазуренко, В. А. Амеличев, Г. В. Сайдов, В. А. Городыский) «Сольватохромия. Проблемы и методы» (1989 г.), монографии Г. В. Сайдова и М. Е. Юдовича «Введение в спектрохимию поверхности» (1993 г.), в шести выпусках межвузовского сборника статей «Спектрохимия внутри- и межмолекулярных взаимодействий», (1975-1995 гг.),
а также во многих сотнях статей в отечественных и зарубежных научных журналах. Кроме того, все сотрудники ЛСХ за прошедшие годы приняли участие во многих российских и международных (Болгария, Венгрия, Германия и др.) научных конференциях, а Н. Г. Бахшиев и С. Х. Акопян выступали с докладами в университетах Софии, Сегеда, Гамбурга, Марбурга, Лозанны, Барселоны и Штутгарта.
Научные исследования ЛСХ получили признание в нашей стране и за рубежом. Об этом свидетельствует прежде всего неизменно высокий индекс цитирования работ ведущих сотрудников лаборатории, а также то обстоятельство, что многие полученные ими результаты вошли в отечественные и иностранные монографии (Германия, США, Япония и др.). Кроме того, сотрудникам ЛСХ неоднократно присуждалиь различные гранты: 2 гранта “ISF” («Международный научный фонд») Дж. Сороса, грант “188ЕР” («Международная соросовская научно-образовательная программа»), грант «Фонд Фольксваген», а также несколько грантов РФФИ и программы «Университеты России».
Отметим в заключение, что Н. Г. Бахшиев в 1990-х годах был удостоен почетного звания «Соросовский профессор», а в начале 2000-х годов получил премию СПбГУ «За научные достижения», а также звание «Почётный работник высшего специального образования Российской Федерации».
Учебный процесс. В последние годы базовым лекционным курсом ЛСХ для студентов дневного и вечернего отделений всех специализаций факультета (4-й год обучения) продолжает оставаться курс «Молекулярная спектроскопия», который после
Н. Г. Бахшиева читает и развивает профессор Г. В. Сайдов, а аналогичным курсом для студентов специализации «Спектрохимия» (5-й год обучения) — курс «Спектроскопия межмолекулярных взаимодействий», который разработал и многие годы читает профессор Н. Г. Бахшиев. Кроме того, сокращённые варианты этих курсов для студентов бакалавриата 4-го года обучения читает доцент И. А. Боярская, а для студентов бакалавриата 1-го года обучения (курс по выбору) — доцент О. В. Свердлова. Наконец, студенты специализации «Спектрохимия» слушают разработанные преподавателями ЛСХ (профессор В. А. Городыский, профессор Г. В. Сайдов, доценты С. Х. Акопян, И. А. Боярская, О. В. Свердлова) следующие спецкурсы: «Основы люминесценции органических молекул и комплексов», «Методы сольватохромии и сольватокинетики в физической химии», «Спектрохимия поверхности», «Колебательная спектроскопия», «Фотоэлектронная спектроскопия», «Электронные спектры поглощения», «Техника и методика спектроскопии», «Молекулярная оптика».
Кроме того, были подготовлены и изданы следующие учебные пособия: «Введение в молекулярную спектроскопию» Н. Г. Бахшиева (1974 и 1987 гг.); «Практическое руководство по молекулярной спектроскопии» Г. В. Сайдова и О. В. Свердловой, (1973, 1985, 1995 гг.); «Сборник задач по фотоэлектронной спектроскопии» И. А. Боярской (2006 г.); «Практические задачи и упражнения по молекулярной спектроскопии» Г. В. Сайдова,
О. В. Свердловой, И. А. Боярской (2009 г.).
В ЛСХ были подготовлены и выпущены 185 дипломированных специалистов-спек-трохимиков, а также защищены 25 кандидатских и 3 докторских (Н. Г. Бахшиев,
В. А. Городыский, Г. В. Сайдов) диссертаций. Здесь следует упомянуть также доктора физико-математических наук профессора В. М. Коровину, доктора технических наук профессора В. М. Сидоренко, кандидатов химических и физико-математических наук, выполнявших свои работы по тематике ЛСХ на спектральной аппаратуре ГОИ. С учётом этих дополнений список специалистов-спектрохимиков, включая специалистов высшей квалификации, заметно превысит 200 человек.
Практика показывает, что выпускники ЛСХ, большинство из которых работают в различных научно-исследовательских институтах России и стран СНГ, зарекомендовали себя хорошо подготовленными специалистами, способными на достойном профессиональном уровне решать многие актуальные проблемы современной химии. Этот вывод подтверждается прежде всего стабильно высоким спросом на специалистов-спектрохимиков, которым проблемы с трудоустройством, по-видимому, не угрожают.
Методическая работа, функции обслуживания. С первых месяцев существования в ЛСХ проводилась большая, активная и систематическая работа по расширению и углублению спектрохимических исследований на кафедрах и в лабораториях факультета. В частности, создана соответствующая служба, обеспечивающая квалифицированное проведение спектроскопических измерений, совершенствование и создание новых спектральных методик, а также консультирование сотрудников. Так, уже в 1965 г. сотрудники факультета измерили с помощью спектрофотометров ЛСХ около 3500 спектров, причём, что очень важно, начались совместные работы с научнами группами нескольких кафедр факультета, первыми из которых стали кафедра общей химии (группа В. А. Латышевой) и кафедра физической химии (группа А. А. Белю-стина). В первом случае изучалась структура растворов электролитов методом СКР, который стал затем постоянным методом исследования на этой кафедре, а во втором изучались поверхностные свойства стёкол, что привело к внедрению на кафедре метода НПВО. Кстати, изготовленные в ЛСХ приставки НПВО с углом падения светового пучка в интервале 20-45° при установке угла с точностью V по своим характеристикам превосходили в тот период зарубежные аналоги.
Сотрудники, дипломанты и аспиранты факультета измерили десятки тысяч спектров и получили необходимое количество научных консультаций, при этом в документах ЛСХ значится около 200 фамилий заказчиков, что составляет добрую половину всех экспериментаторов химического факультета. Естественно, что такие результаты могли быть достигнуты только благодаря напряжённой работе всего коллектива ЛСХ, и прежде всего операторов Е. В. Бернштейн, Е. Н. Столяровой и Н. В. Серова, а также инженера Я. М. Григорьева и механика А. В. Аносова, от которых зависела работоспособность спектральных приборов. Нельзя не упомянуть здесь, что Я. М. Григорьев и А. В. Аносов выполняли аналогичную работу и в лабораторном практикуме ЛСХ.
Сейчас в ЛСХ среди приборов для измерения спектров поглощения различных объектов (жидкости, растворы, адсорбаты, твёрдые тела, жидкие кристаллы) имеются спектрометры «Спекорд М-40» и «Шимадзу UV-1800» (ближняя УФ-, видимая и ближняя ИК-области) и «Спекорд М-80» (широкая ИК-область), для измерения спектров излучения и СКР может быть использован модернизированный спектральновычислительный комплекс СДЛ-2 (ближняя УФ- и видимая области). Разумеется, приборный парк ЛСХ требует обновления, приобретения ряда современных спектрометров (прежде всего спектрофлуориметра с высоким временным разрешением и инфракрасного фурье-спектрометра), достойных особого статуса СПбГУ, а также высокой квалификации сотрудников ЛСХ. Пока эту проблему удаётся частично решать путём совместных исследований с НИИ физико-химической медицины и Институтом химической физики РАН (группа Н. Г. Бахшиева) и Университетом г. Штутгарта (Германия) (группа С. Х. Акопяна), где имеется подобная спектральная аппаратура.
Заключение. Работы ведущих сотрудников ЛСХ внесли важный вклад в установление ряда фундаментальных спектрохимических и фотофизических закономерностей сольватации молекул, молекулярных комплексов и ионов, которые легли в основу современных представлений о природе сольватохромных и сольватофлуорохромных
явлений. Эти результаты позволяют получать из спектроскопических данных принципиально новую информацию о составе и строении сольватных оболочек молекул и ионов, механизме и динамике процессов сольватации и пересольватации, микроструктуре слоёв, образующихся на границах раздела фаз, а также о физико-химических свойствах молекул и комплексов в различных энергетических (например, возбуждённых) состояниях.
ЛСХ была первой межкафедральной лабораторией, и успешный опыт её работы позволил утвердить на химическом факультете институт межкафедральных лабораторий. Обращаясь к опыту ЛСХ, химический факультет выделил позднее ещё три межка-федральные лаборатории: рентгеноструктурного анализа, газо-жидкостной хроматографии и ядерного магнитного резонанса. Все это свидетельствует о том, что принятое в 1961 году решение о создании ЛСХ было правильным и своевременным, а коллектив ЛСХ в полной мере оправдал оказанное ему доверие. Важно отметить, что ЛСХ никогда не пыталась монополизировать свою деятельность, а наоборот, активно способствовала появлению спектрохимических групп на кафедрах факультета. Именно этот процесс происходит в настоящее время.
Отметим в итоге, что создание в начале 1960-х годов на химическом факультете ЛГУ межкафедральных лабораторий на 50 лет опередило реализуемую в настоящее время идею образования ресурсных центров в университетах России.
Литература
1. Бахшиев Н. Г. Спектроскопия межмолекулярных взаимодействий. Л., 1972.
2. Бахшиев Н. Г. Фотофизика диполь-дипольных взаимодействий. Процессы сольватации и комплексообразования. СПб., 2005.
3. Сольватохромия: проблемы и методы / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Л., 1989.
4. Гирин О. П., Акопян С. Х., Бахшиев Н. Г. Влияние межмолекулярных взаимодействий на колебательные спектры молекул. Интенсивности ИК-спектров HCN и DCN // Оптика и спектроскопия. 1968. Т. 25. С. 207-215.
5. Акопян С. Х., Бахшиев Н. Г. Влияние межмолекулярных взаимодействий на колебательные спектры молекул. Интенсивности ИК-спектров СНзCN и CClзCN // Оптика и спектроскопия. 1969. Т. 26. С. 369-374.
6. Акопян С. Х., Биончик М. А., Борисова В. Б. и др. Влияние межмолекулярных взаимодействий на интенсивности инфракрасных полос поглощения v(CCC) и "У^О) ацетона // Журн. физ. химии. 1982. Т. 56. С. 1295-1297.
7. Винокуров И. А., Акопян С. Х., Бахшиев Н. Г. Об учёте сил отталкивания при определении энергии универсальных межмолекулярных взаимодействий в жидкостях и растворах // Журн. физ. химии. 1978. Т. 52. С. 949-954.
8. Акопян С. Х., Лукьянов С. И., Шевкунов С. В. Анализ влияния межмолекулярных взаимодействий на ИК-спектр жидкой моноокиси углерода методом Монте-Карло // Химич. физика. 1985. Т. 4. С. 1454-1459.
9. Борисова В. Б., Акопян С. Х., Шевяков А. М., Бахшиев Н. Г. Проявление электростатических ион-молекулярных взаимодействий в инфракрасных спектрах растворов электролитов // Докл. АН СССР. 1978. Т. 240. С. 598-601.
10. Акопян С. Х., Соловьёва Л. А. Исследование процессов сольватации ионов в растворах методом ИК-спектроскопии. Системы CH3CN-NaCl04-H2О и ^^N-^004-Н20 // Журн. физ. химии. 1982. Т. 56. С. 2324-2326.
11. Акопян С. Х., Денисова А. С., Соловьёва Л. А. Определение параметров ИК-по-лос поглощения молекул растворителей, входящих во вторые координационные сферы ионов // Журн. физ. химии. 1989. Т. 63. С. 1819-1826.
12. Solovieva L. A., Akopyan S. Kh., Vilaseca E. Determination of ion association constants by means of IR absorption band intensities of the molecules forming the first coordination spheres of cations // Spectrochim. Acta. 1994. Vol. 50A. P. 683-688.
13. Akopyan S. Kh., Bertagnolli H., Boyarskaya I. et al. IR spectra and microstructure of electrolyte solutions. Dependence of spectroscopic characteristics of solvated molecules on composition of solvates in the system CH3CN—Mg(ClÜ4)2—DMF // Phys. Chem. Chem. Phys. 2001. Vol. 3. P. 2098-2104.
14. Akopyan S. Kh., Bertagnolli H., Boyarskaya I. A., Leicht D. IR spectra and structure of electrolyte solutions inside and outside the first coordination sphere of cations // XXVI European Congress on Molecular Spectroscopy. Book of Abstracts. Villeneuve d’Ascq, France, 2002. P. 133.
15. Бахшиев Н. Г., Мазуренко Ю. Т., Питерская И. В. О затухании свечения в разных участках спектра люминесценции молекул в вязких растворах // Оптика и спектроскопия. 1966. Т. 21. С. 550-554.
16. Бахшиев Н. Г., Кириллов А. Л., Сирецкий Ю. Г. Проявление анизотропии поляризуемости молекул растворителя // Докл. АН СССР. 1984. Т. 275. С. 1463-1466.
17. Бахшиев Н. Г. Нелинейные сольватационные явления и оптические спектры молекул в растворах // Докл. АН СССР. 1988. Т. 303. С. 879-882.
18. Бахшиев Н. Г. Спектроскопия нелинейных процессов неспецифической сольватации и межмолекулярной релаксации // Оптич. журн. 1993. № 11. С. 46-54.
19. Бахшиев Н. Г., Баранова Г. И., Зеликман П. И. О статистическом характере проявления межмолекулярных сил и вращательного движения в контуре колебательно-вращательных полос простых молекул в растворах // Оптика и спектроскопия. 1974. Т. 36. С. 73-80.
20. Бахшиев Н. Г. Введение в молекулярную спектроскопию. Л., 1974.
21. Бахшиев Н. Г. О статистической природе влияния резонансных взаимодействий на формирование контура колебательных полос поглощения конденсированных веществ // Журн. прикл. спектр. 1995. Т. 62. С. 30-37.
22. Бахшиев Н. Г., Смирнов В. С., Сирецкий Ю. Г., Киселёв М. Б. Спектральнолюминесцентный метод изучения статистических закономерностей сольватации электронновозбуждённых молекул в бинарных растворителях // Оптика и спектроскопия. 1989. Т. 67.
С. 598-602.
23. Бахшиев Н. Г. Нелинейные сольватационные явления и оптические спектры молекул в растворах // Докл. АН СССР. 1988. Т. 303. С. 879-882.
24. Бахшиев Н. Г., Либов В. С. Полный потенциал взаимодействия и частота межмолекулярных колебаний в жидкостях // Докл. АН СССР. 1990. Т. 312. С. 1384-1386.
25. Городыский В. А., Бахшиев Н. Г. Определение энергии стабилизации электронных уровней молекулы за счёт универсальных взаимодействий при переходе пар—бинарный растворитель // Оптика и спектроскопия. 1971. Т. 31. С. 218-223.
26. Городыский В. А. Энергетика сольватации и физико-химические свойства жидкостей и растворов // Сольватохромия: проблемы и методы / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Л., 1989.
С. 224-312.
27. Городыский В. А. Новый полуэмпирический метод расчёта статической диэлектрической проницаемости // Докл. РАН. 1992. Т. 325. С. 311-313.
28. Сайдов Г. В., Амеличев В. А. Сольватохромия и реакционная способность органических соединений в растворах // Сольватохромия: проблемы и методы / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Л., 1989. С. 191-223.
29. Сайдов Г. В., Юдович М. Е. Введение в спектрохимию поверхности. СПб., 1993.
30. Свердлова О. В. Электронные спектры в органической химии. Л., 1973.
31. Сайдов Г. В., Свердлова О. В. Практическое руководство по молекулярной спектроскопии. Л., 1973.
32. Сайдов Г. В., Свердлова О. В., Боярская И. А. Практические задачи и упражнения по молекулярной спектроскопии. СПб., 2009.
33. Боярская И. А. Применение УФ ФЭС для определения электронной структуры органических молекул: Сб. задач. СПб., 2010.
34. Боярская И. А., Сайдов Г. В., Свердлова О. В. Практикум по молекулярной спектроскопии для студентов IV курса специализации органическая химия. СПб., 2010.
35. Спектрохимия внутри- и межмолекулярных взаимодействий / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Вып. 1. Л., 1975.
36. Спектрохимия внутри- и межмолекулярных взаимодействий / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Вып. 2. Л., 1978.
37. Спектрохимия внутри- и межмолекулярных взаимодействий / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Вып. 3. Л., 1983.
38. Спектрохимия внутри- и межмолекулярных взаимодействий / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Вып. 4. Л., 1986.
39. Спектрохимия внутри- и межмолекулярных взаимодействий / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Вып. 5. СПб., 1991.
40. Спектрохимия внутри- и межмолекулярных взаимодействий / Под ред. Н. Г. Бахшиева. Вып. 6. СПб., 1995.
Статья поступила в редакцию 18 ноября 2010 г.
