We present the observation of the N2–H2O van der Waals complex in the 2OH stretch overtone region. The high-resolution jet cooled spectra were measured using a sensitive continuous wave cavity ringdown spectrometer. Several bands were observed and vibrationally assigned in terms of ν1, ν2, and ν3, the vibrational quantum numbers of the isolated H2O molecule, as (ν1ν2ν3)(ν1ν2ν3)=(200)(000) and (101) ← (000). A combination band involving the excitation of the in-plane bending motion of N2 and the (101) vibration of water is also reported. The spectra were analyzed using a set of four asymmetric top rotors, each associated with a nuclear spin isomer. Several local perturbations of the (101) vibrational state were observed. These perturbations were assigned to the presence of the nearby (200) vibrational state and to the combination of (200) with intermolecular modes.

1.
H. G.
Kjaergaard
,
T. W.
Robinson
,
D. L.
Howard
,
J. S.
Daniel
,
J. E.
Headrick
, and
V.
Vaida
,
J. Phys. Chem. A
107
,
10680
10686
(
2003
).
2.
Y.
Kasai
,
E.
Dupuy
,
R.
Saito
,
K.
Hashimoto
,
A.
Sabu
,
S.
Kondo
,
Y.
Sumiyoshi
, and
Y.
Endo
,
Atmos. Chem. Phys.
11
,
8607
8612
(
2011
).
3.
A. S.
Tulegenov
,
R. J.
Wheatley
,
M. P.
Hodges
, and
A. H.
Harvey
,
J. Chem. Phys.
126
,
094305
(
2007
).
4.
X.-G.
Wang
and
T.
Carrington
, Jr.
,
J. Chem. Phys.
143
,
024303
(
2015
).
5.
L.
Wang
,
X.-L.
Zhang
,
Y.
Zhai
,
M.
Nooijen
, and
H.
Li
,
J. Chem. Phys.
153
,
054303
(
2020
).
6.
J.
Sadlej
,
B.
Rowland
,
J. P.
Devlin
, and
V.
Buch
,
J. Chem. Phys.
102
,
4804
4818
(
1995
).
7.
T. L.
Ellington
and
G. S.
Tschumper
,
Comput. Theor. Chem.
1021
,
109
113
(
2013
).
8.
H. G.
Kjaergaard
,
G. R.
Low
,
T. W.
Robinson
, and
D. L.
Howard
,
J. Phys. Chem. A
106
,
8955
8962
(
2002
).
9.
H. O.
Leung
,
M. D.
Marshall
,
R. D.
Suenram
, and
F. J.
Lovas
,
J. Chem. Phys.
90
,
700
712
(
1989
).
10.
P. A.
Stockman
, “
Microwave and far-infrared spectroscopy of water-containing, hydrogen-bonded dimers: Vibrational, rotational, and tunneling dynamics
,” Ph.D. thesis,
California Institute of Technology
,
1996
.
11.
S. D.
Springer
,
B. A.
McElmurry
,
Z.
Wang
,
I. I.
Leonov
,
R. R.
Lucchese
,
J. W.
Bevan
, and
L. H.
Coudert
,
Chem. Phys. Let.
633
,
229
233
(
2015
).
12.
R.
Glorieux
,
C.
Lauzin
,
A. J.
Barclay
,
M.
Herman
, and
N.
Moazzen-Ahmadi
,
J. Chem. Phys.
155
,
174309
(
2021
).
13.
L.
Andrews
and
S. R.
Davis
,
J. Chem. Phys.
83
,
4983
4989
(
1985
).
14.
A.
Engdahl
and
B.
Nelander
,
J. Mol. Struct.
193
,
101
109
(
1989
).
15.
S.
Coussan
,
A.
Loutellier
,
J. P.
Perchard
,
S.
Racine
, and
Y.
Bouteiller
,
J. Mol. Struct.
471
,
37
47
(
1998
).
16.
S.
Hirabayashi
,
K.
Ohno
,
H.
Abe
, and
K. M. T.
Yamada
,
J. Chem. Phys.
122
,
194506
(
2005
).
17.
C.
Pardanaud
,
A.-M.
Vasserot
,
X.
Michaut
, and
L.
Abouaf-Marguin
,
J. Mol. Struct.
873
,
181
190
(
2008
).
18.
S.
Kuma
,
M. N.
Slipchenko
,
K. E.
Kuyanov
,
T.
Momose
, and
A. F.
Vilesov
,
J. Phys. Chem. A
110
,
10046
10052
(
2006
).
19.
K.
Didriche
,
C.
Lauzin
,
T.
Földes
,
X.
de Ghellinck D'Elseghem Vaernewijck
, and
M.
Herman
,
Mol. Phys.
108
,
2155
2163
(
2010
).
20.
A. S.
Bogomolov
,
A.
Roucou
,
R.
Bejjani
,
M.
Herman
,
N.
Moazzen-Ahmadi
, and
C.
Lauzin
,
Chem. Phys. Lett.
774
,
138606
(
2021
).
21.
I. E.
Gordon
,
L. S.
Rothman
,
R. J.
Hargreaves
,
R.
Hashemi
,
E. V.
Karlovets
,
F. M.
Skinner
,
E. K.
Conway
,
C.
Hill
,
R. V.
Kochanov
,
Y.
Tan
,
P.
Wcisło
,
A. A.
Finenko
,
K.
Nelson
,
P. F.
Bernath
,
M.
Birk
,
V.
Boudon
,
A.
Campargue
,
K. V.
Chance
,
A.
Coustenis
,
B. J.
Drouin
,
J.-M.
Flaud
,
R. R.
Gamache
,
J. T.
Hodges
,
D.
Jacquemart
,
E. J.
Mlawer
,
A. V.
Nikitin
,
V. I.
Perevalov
,
M.
Rotger
,
J.
Tennyson
,
G. C.
Toon
,
H.
Tran
,
V. G.
Tyuterev
,
E. M.
Adkins
,
A.
Baker
,
A.
Barbe
,
E.
Canè
,
A. G.
Császár
,
A.
Dudaryonok
,
O.
Egorov
,
A. J.
Fleisher
,
H.
Fleurbaey
,
A.
Foltynowicz
,
T.
Furtenbacher
,
J. J.
Harrison
,
J.-M.
Hartmann
,
V.-M.
Horneman
,
X.
Huang
,
T.
Karman
,
J.
Karns
,
S.
Kassi
,
I.
Kleiner
,
V.
Kofman
,
F.
Kwabia–Tchana
,
N. N.
Lavrentieva
,
T. J.
Lee
,
D. A.
Long
,
A. A.
Lukashevskaya
,
O. M.
Lyulin
,
V. Y.
Makhnev
,
W.
Matt
,
S. T.
Massie
,
M.
Melosso
,
S. N.
Mikhailenko
,
D.
Mondelain
,
H. S. P.
Müller
,
O. V.
Naumenko
,
A.
Perrin
,
O. L.
Polyansky
,
E.
Raddaoui
,
P. L.
Raston
,
Z. D.
Reed
,
M.
Rey
,
C.
Richard
,
R.
Tóbiás
,
I.
Sadiek
,
D. W.
Schwenke
,
E.
Starikova
,
K.
Sung
,
F.
Tamassia
,
S. A.
Tashkun
,
J.
Vander Auwera
,
I. A.
Vasilenko
,
A. A.
Vigasin
,
G. L.
Villanueva
,
B.
Vispoel
,
G.
Wagner
,
A.
Yachmenev
, and
S. N.
Yurchenko
, “
The HITRAN2020 molecular spectroscopic database
,”
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
277
,
107949
(
2022
).
22.
P. R.
Bunker
and
P.
Jensen
,
Molecular Symmetry and Spectroscopy
,
e-book ed.
(
NRC Research Press
,
Ottawa, ON, Canada
,
2012
), p.
748
.
23.
L. H.
Coudert
and
J. T.
Hougen
,
J. Mol. Spec.
130
,
86
119
(
1988
).
24.
R. A.
Toth
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
94
,
51
107
(
2005
).
25.
J.
Tennyson
,
P. F.
Bernath
,
L. R.
Brown
,
A.
Campargue
,
A. G.
Császár
,
L.
Daumont
,
R. R.
Gamache
,
J. T.
Hodges
,
O. V.
Naumenko
,
O. L.
Polyansky
,
L. S.
Rothman
,
A. C.
Vandaele
,
N. F.
Zobov
,
A. R.
Al Derzi
,
C.
Fábri
,
A. Z.
Fazliev
,
T.
Furtenbacher
,
I. E.
Gordon
,
L.
Lodi
, and
I. I.
Mizus
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
117
,
29
58
(
2013
).
26.
C. M.
Western
, “
PGOPHER: A program for simulating rotational, vibrational and electronic spectra
,”
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
186
,
221
242
(
2017
).
27.
J. K. G.
Watson
,
J. Chem. Phys.
46
,
1935
1949
(
1967
).
28.
N.
Suas-David
,
T.
Vanfleteren
,
T.
Földes
,
S.
Kassi
,
R.
Georges
, and
M.
Herman
,
J. Phys. Chem. A
119
,
10022
10034
(
2015
).
29.
J. M.
Brown
,
J. T.
Hougen
,
K.-P.
Huber
,
J. W. C.
Johns
,
I.
Kopp
,
H.
Lefebvre-Brion
,
A. J.
Merer
,
D. A.
Ramsay
,
J.
Rostas
, and
R. N.
Zare
,
J. Mol. Spectrosc.
55
,
500
503
(
1975
).
30.
X.-G.
Wang
and
T.
Carrington
, Jr.
, private communication (
2022
).
31.
C.
Lauzin
,
A. C.
Imbreckx
,
T.
Földes
,
T.
Vanfleteren
,
N.
Moazzen-Ahmadi
, and
M.
Herman
,
Mol. Phys.
118
,
e1706776
(
2020
).
32.
T.
Vanfleteren
,
T.
Földes
,
M.
Herman
,
J.
Liévin
,
J.
Loreau
, and
L. H.
Coudert
,
J. Chem. Phys.
147
,
014302
(
2017
).
33.
J.
Tennyson
,
P. F.
Bernath
,
L. R.
Brown
,
A.
Campargue
,
A. G.
Császár
,
L.
Daumont
,
R. R.
Gamache
,
J. T.
Hodges
,
O. V.
Naumenko
,
O. L.
Polyansky
et al,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
142
,
93
108
(
2014
).
34.
Y.
Zhu
,
R.
Zheng
,
S.
Li
,
Y.
Yang
, and
C.
Duan
,
J. Chem. Phys.
139
,
214309
(
2013
).
35.
Y.
Zhu
,
S.
Li
,
P.
Sun
, and
C.
Duan
,
J. Mol. Spectrosc.
283
,
7
9
(
2013
).
36.
P. A.
Block
,
M. D.
Marshall
,
L. G.
Pedersen
, and
R. E.
Miller
,
J. Chem. Phys.
96
,
7321
(
1992
).
37.
S.
Oswald
,
M.
Wallrabe
, and
M. A.
Suhm
,
J. Phys. Chem. A
121
,
3411
3422
(
2017
).
38.
X.-G.
Wang
and
T.
Carrington
, Jr.
,
J. Chem. Phys.
158
,
084107
(
2023
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.