Rotational and translational motions of n-nonadecane in the urea inclusion compound as evidenced by incoherent quasielastic neutron scattering

¹ Laboratoire de Spectroscopie Moléculaire et Cristalline, CNRS URA 124, Université de Bordeaux I, 351, cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France ;
² Institut Laue-Langevin, 156X, 38042 Grenoble Cedex, France.

Abstract

Incoherent quasielastic neutron scattering (IQNS) experiments have been performed on semi-oriented samples of n-nonadecane/urea-d4. Using two experimental geometries, we were able to show that large amplitude translations of the hydrocarbon chains in the c direction as well as rotations about the main molecular axis are effective in the high temperature disordered phase of the compound. In this paper, we have elaborated a phenomenological model in order to analyze quantitatively and separately the translations and rotations of the n-nonadecane molecules included in the urea channels. Our IQNS results are discussed and compared to literature data.

Résumé

Des mesures de diffusion incohérente quasiélastique des neutrons ont été réalisées sur des échantillons partiellement orientés du composé d’inclusion du n-nonadécane dans de l’urée deutériée C₁₉H₄₀/urée-d₄. A l’aide de montages expérimentaux appropriés, nous avons montré que dans la phase désordonnée de haute température du cristal, les chaînes d’alcane effectuent des mouvements de translation de grande amplitude le long de l’axe c des canaux ainsi que des rotations par rapport à l’axe moléculaire. Dans cet article, nous proposons une analyse quantitative de ces mouvements à l’aide d’un modèle phénoménologique. Nos résultats sont alors discutés et comparés aux données de la littérature.