Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,757

ВЛИЯНИЕ НАНОТРУБКИ НА КОНФОРМАЦИОННУЮ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОСТЬ МОЛЕКУЛ СО СВЯЗЬЮ БОР-БОР. ДИБОРАН, В2Н4

Кузнецов В.В. 1
1 Уфимский государственный нефтяной технический университет
1. Цирельсон В.Г. Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и твердые тела. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 438 с.
2. Кузнецов В.В. Журн. орг. химии – 2013. – Т.49. – С. 1245.
3. Лайков Д.Н., Устынюк Ю.А. // Изв. АН. Сер. хим. – 2005. № 3. С. 804.
4. Osorio E., Olson J.K., Tiznado W., Boldyrev A.I. // Chem. Eur. J. – 2012. V.18. P. 9677.
5. Кузнецов В.В. // Журн. общ. химии – 2014. Т.84. вып.1. – С. 150.
6. Кузнецов В.В. // Журн. орг. химии – 2014. Т.50. вып.5. – С. 775.
7. Кузнецов В.В. // Журн. орг. химии – 2014. Т.50. вып.10. – С. 1544.

Нанообъекты, в частности, фуллерены и нанотрубки оказывают влияние на конформационные характеристики инкапсулированных молекул и существенно меняют свойства последних [1]. В частности, недавно было показано, что молекула этана в нанотрубках пребывает в заслоненной конформации [2]. В настоящей работе с помощью приближения РВЕ/3ζ в рамках программного обеспечения ПРИРОДА [3] впервые исследовано конформационное поведение молекулы диборана, В2Н4 (I) помещенной во внутреннюю полость модельной нанотрубки С96Н8.

Для самого диборана возможна реализация трех форм: неклассической (а, главный минимум), ортогональной (б, локальный минимум) и планарной (в, переходное состояние между двумя минимумами б, табл.).

him2.tif

Данные литературы подтверждают полученные расчетные результаты [4]. Однако для инкапсулированной молекулы диборана I в нанотрубке положение меняется.

him3.tif

Расчет для неклассической формы (а) провести не удалось. Планарная форма (б) неожиданно оказалась самой устойчивой (∆Е00, ∆Н2980). Ее гессиан, в отличие от свободной молекулы диборана, не содержит мнимых частот.

Энергетические параметры диборана (I)

Форма

∆Е00 (ккал/моль)

∆Н2980 (ккал/моль)

∆G2980 (ккал/моль)

∆S2980 (кал/моль К)

Свободный диборан

а

б

в

0

3.5

21.2 (∆Е0≠)

0

3.8

21.1 (∆Н298≠)

0

3.0

20.9 (∆G298≠)

0

2.7

0.9 (∆S298≠)

Диборан в нанотрубке

Б

в

0.2

0

0.3

0

0

0.5

0

-2.5

Следует также отметить, что инкапсулированная форма (в) отличается самым низким порядком связи В-В (0.64), который в 1.5 раза меньше, чем для формы (б) (0.95). В то же время в случае свободной молекулы В2Н4 порядок этой связи мало зависит от ее структуры: 1.13 для (а), 1.09 для (б) и 0.98 для (в). Помимо этого инкапсулированная молекула приобретает заметный отрицательный заряд (-1.53), хотя в целом система диборан-нанотрубка остается электрически нейтральной. Последнее характерно для всех исследованных кластеров, образованных нанотрубками и включенными в их полость молекулами [2, 5-7].

Таким образом, данные компьютерного моделирования показывают, что силовое поле нанотрубки заметно влияет на энергетические параметры инкапсулированной молекулы и способно существенно изменить характер ее конформационного поведения.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках базовой части госзадания образовательным организациям высшего образования.


Библиографическая ссылка

Кузнецов В.В. ВЛИЯНИЕ НАНОТРУБКИ НА КОНФОРМАЦИОННУЮ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОСТЬ МОЛЕКУЛ СО СВЯЗЬЮ БОР-БОР. ДИБОРАН, В2Н4 // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 8-1. – С. 139-140;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=7863 (дата обращения: 30.11.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074