Естественные науки

Журнал фундаментальных
и
прикладных исследований

Структурно-динамические модели изомеров муравьиной кислоты в конденсированном состоянии

2013. №2, Стр. 195-202

Элькин Михаил Давыдович  - доктор физико-математических наук, профессор, Астраханский государственный университет, Российская Федерация, 414056, г.Астрахань, ул. Татищева, 20а, elkinmd@mail.ru

Тестова (Нуралиева) Диана Мухамеджановна  - аспирант, Астраханский государственный университет, Российская Федерация, 414056, г.Астрахань, ул. Татищева, 20а, dianet_88@mail.ru

Лихтер Анатолий Михайлович  - доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой, Астраханский государственный университет, Российская Федерация, 414056, г.Астрахань, ул. Татищева, 20а, kof@aspu.ru

Коломин Валентин Ильич  - доктор педагогических наук, профессор, Астраханский государственный университет, Российская Федерация, 414056, г.Астрахань, ул. Татищева, 20а, estnauki2009@rambler.ru

Гречухина Оксана Николаевна  - кандидат физико-математических наук, доцент, Астраханский государственный университет, Российская Федерация, 414056, г.Астрахань, ул. Татищева, 20а, kof@aspu.ru

Успешное решение задачи интерпретации сложного контура полос в высокочастотном диапазоне колебательного спектра карбоновых кислот основывается на адекватных структурно-динамических моделях, в частности, моделях одного из простейших представителей этого класса – муравьиной кислоты (МК). Теоретической основой для интерпретации колебательных состояний являются квантовые методы оценки параметров адиабатического потенциала (силовых постоянных), однако полученные результаты могут существенно отличаться в зависимости от выбранного базиса расчета, причем, например, для муравьиной кислоты, с учетом конформеров, таких молекулярных объектов порядка десяти, всвязи с чем детализация спектральной идентификации, представленная в данной работе, является весьма актуальной. Модельные расчеты осуществлены в рамках метода функционала плотности DFT/B3 LYP с использованием базисов 6-311G*, 6-311G**,6-311+G**. Такой подход позволил выяснить влияние поляризационных и диффузионных параметров базиса на результаты расчета. Показано, что на интерпретацию фундаментальных колебаний МК выбор базиса не влияет ввиду значительной величины щели между значениями частот, в то время как для циклических димеров – более сложных представителей класса карбоновых кислот – энергетическую щель между частотами, интерпретированными как колебания связей ОН и СН необходимо учитывать. Установлено, что механизмом образования димеров МК является водородная связь и рассчитаны ее параметры, например, в циклическом димере (А) оценка длины водородной связи (О---Н) дала величину ~1,68–1,75 ?, а для нециклических димеров было получено: B1(1–80 и 2–37), B2 (1,78 и 2,31); С1 (1,96 и 1,95), C2 (1,85 и 1,92); D (1,90 и 2,43); E1 (2,47), E2 (2,41), E3 (2,38); F1 (2,59 и 2,43), F2 (2,56 и 2,39), причем влияние базиса не превысило величины 0,05 ?, что позволяет говорить о слабой и сильной водородной связи в димерах МК.

Ключевые слова: структурно-динамические модели,изомеры,муравьиная кислота,конденсированное состояние,адиабатический потенциал,колебательные состояния,идентификация

Читать