Е. Г. Тараканова, Г. В. Юхневич
Учреждение Российской академии наук Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН egtar@igic.ras.ru
Ключевые слова: водородный мостик, длина H-связи, положение протона, квантово-химический расчет
Страницы: 470-477
С помощью формулы характеризующей соотношение между параметрами линейных фрагментов XH…Y ( - длины связей в свободных молекулах, bXHX, bYHY - коэффициенты размерности), получены зависимости rXX(rXH) и rXY(rYH). Они позволяют, зная длину водородного мостика, образованного атомами O, N и F, найти положение протона. Установлено, что определение ″квазисимметричная водородная связь″, в основу которого положена инвариантность расстояния rXX при смещении протона на 0,1 Å, применимо к фрагментам ОНО, FHF, NHN и ClHCl. Показано, что длина водородного мостика остается примерно постоянной (не более чем на 0,1 Å превосходит минимальную длину), если кратности его связей превышают значение 0,1. При этом смещение центрального протона может достигать 0,2-0,3 Å.
Z. Qiu1, YO. Xia2, H. Wang2, K. Diao2 1 Henan Quality Polytechnic 2 State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University chengq26@163.com
Ключевые слова: DFT, urea, hydrogen bond, interaction energy
Страницы: 478-486
This work deals with the interaction between urea and DNA bases (adenine, thymine, guanine, and cytosine). The optimized geometries, binding energies, and harmonic vibrational frequencies are calculated using the DFT/B3LYP functional combined with the 6-31+G(d,p) basis set. Their interactions are studied aiming to understand more about the nature of the intercalation binding forces between urea and DNA. Fourteen stable complexes are found on the potential energy surface. The structures are cyclic; they are stabilized by NH…O/N and CH…O interactions. The binding energies range from -19.9 kJ·mol-1 to -74.0 kJ·mol-1. The obtained formation energies indicate that Urea:G and Urea:C are more favorable than Urea:T and Urea:A. In addition, the Atoms in Molecules theory is performed to study the hydrogen bonds in the complexes.
W. Forner, H.M. Badawi
Department of Chemistry, King Fahd University of Petroleum & Minerals (KFUPM) forner@kfupm.edu.sa
Ключевые слова: DFT and MP2 calculations, normal coordinate analyses, vibrational spectra and assignments, phenylphosphonic acid, phenylthiophosphonic acid
Страницы: 487-494
The structures and conformational stabilities of phenylphosphonic and phenylthiophosphonic acids are investigated using calculations mostly at the DFT/6-311G** level and ab initio ones at the MP2/6-311G** level (no frequency calculations in the latter case), because we know from our previous results that the addition of diffuse functions to a valence triple zeta basis with polarization functions might lead to an unbalanced basis set. Further, the experience tells that for large energy differences between conformers, DFT works very well. From the calculations the molecules are predicted to exist in a conformational equilibrium consisting of two non (near)-planar conformers that are identical by symmetry. Interestingly, in the internal rotation potential functions the planar conformer appears to be a stable minimum (also optimization converges to planar), however the vibrational frequencies were computed and the planar conformer exhibited an imaginary one, indicating that it is a maximum with respect to one of the internal coordinates. Only optimization without any restrictions and starting from a non (near)-planar structure converged to a real minimum with a non (near)-planar geometry. In the minimum structure, vibrational infrared and Raman spectra are calculated and those for phenylphosphonic acid are compared to experimental ones, showing satisfactory agreement. The rather low intensity of the OH bands in the experimental infrared spectrum (as compared to normal organic acids) indicates rather weak hydrogen bonding with at most dimers present. Normal coordinate calculations are carried out and potential energy distributions are calculated for the molecules in the non (near)-planar conformations providing a complete assignment of the vibrational modes to atomic motions in the molecules. From the rather low rotational barriers we conclude, in agreement with the results from the literature (for other P=O compounds) based on localized orbitals, that conjugation effects are absent - or at least negligible - as compared to electrostatic and steric ones.
В. В. Каичев1, Ю. В. Дубинин1, Т. П. Смирнова2, М. С. Лебедев2 1 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН 2 Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН vvk@catalysis.ru
Ключевые слова: диоксид гафния, оксид алюминия, алюминат гафния, бинарный раствор, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, послойный анализ
Страницы: 495-502
Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) с применением методики послойного анализа проведено исследование пленок твердых растворов (HfO2)x(Al2O3)1-x, синтезированных методом химического осаждения из газовой фазы. Продемонстрирована возможность определения структуры твердых бинарных растворов на основе анализа РФЭ спектров.
В. Н. Афанасьев, А. Н. Устинов
Учреждение Российской академии наук Институт химии растворов РАН vna@isc-ras.ru
Ключевые слова: адиабатическая сжимаемость, числа гидратации, адиабатическая сжимаемость гидратных комплексов
Страницы: 503-512
Рассмотрен строгий подход к определению адиабатической сжимаемости растворителя в условиях постоянства энтропии раствора. Показано, что в общем случае кажущаяся адиабатическая сжимаемость растворенного вещества строго не равна производной по давлению от кажущегося мольного объема растворенного вещества при постоянной энтропии раствора. При использовании данного подхода термодинамически корректно получено уравнение для определения чисел гидратации и адиабатической сжимаемости гидратных комплексов. Определены параметры гидратации хлорида, бромида и иодида калия.
А. В. Аникеенко, Н. Н. Медведев
Учреждение Российской академии наук Институт химической кинетики и горения СО РАН anik@kinetics.nsc.ru, nikmed@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: молекулярная динамика, структура простых жидкостей, молекулярные жидкости, жидкие алканы
Страницы: 513-519
Молекулы циклогексана и 2,3-диметилбутана являются наиболее компактными в ряду насыщенных С6-углеводородов, имеют близкий размер и располагаются в жидкой фазе подобно атомам в простых жидкостях. Однако плотность циклогексана примерно на 20 % выше, чем 2,3-диметилбутана. Обсуждаются причины, приводящие к такому различию. Его можно объяснить в рамках представлений физики простых жидкостей, согласно которым небольшие изменения радиуса твердой сердцевины частиц или энергии парного взаимодействия могут приводить к заметным изменениям структуры и плотности жидкости. Полученные результаты дают основание отказаться от объяснений, основанных только на особенностях формы данных молекул.
С. А. Громилов1, Ю. В. Шубин1, Е. Ю. Филатов1, Т. В. Дьячкова2, А. П. Тютюнник2, Ю. Г. Зайнулин2 1 Учреждение Российской академии наук Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН Новосибирский государственный университет 2 Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела УрО РАН grom@niic.nsc.ru
Ключевые слова: родий, рений, нанокристаллические порошки, камера высокого давления, рентгенофазовый анализ, твердофазная растворимость
Страницы: 520-525
Исследовано образование твердых растворов в системе Re-Rh при термобарической обработке (P = 4 ГПа, T = 1600 °C) нанокристаллических композитных смесей, содержащих родий и рений. Обозначены границы области распада твердых растворов в системе Re-Rh при высоком давлении. Показано их совпадение с границами, установленными при нормальном давлении.
Т. И. Мельникова1, Г. М. Кузьмичева1, В. Б. Рыбаков2, Н. Б. Болотина3, А. Б. Дубовский4, Aлен Куссон5 1 Mосковская государственная академия тонкой химической технологии им. M.В. Ломоносова 2 Mосковский государственный университет им. M.В. Ломоносова 3 Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН 4 Всероссийский научно-исследовательский институт синтеза минерального сырья 5 Laboratoire Leon Brillouin melti@list.ru
Ключевые слова: силленит, гидротермальный синтез, нейтронография, рентгенография, состав, дефекты, диссимметризация
Страницы: 526-532
В системе Bi2O3-SiO2-O5 гидротермальным методом получены монокристаллические твердые растворы общего состава Bi24(Bi,Si,V)2O40 семейства силленита, впервые охарактеризованные нейтроноструктурным и рентгеноструктурным анализом. Выявлено присутствие в тетраэдрической позиции ионов ванадия с разными формальными зарядами (V4+ и V5+), которые ответственны соответственно за зеленый и оранжевый цвета образцов. Впервые для отдельных силленитов этой системы обнаружена диссимметризация структуры (переход из пр. гр. I23 в пр. гр. P23), вызванная присутствием в одной кристаллографической позиции нескольких атомов, а также условиями роста кристаллов.
С. В. Борисов, С. А. Магарилл, Н. В. Первухина
Учреждение Российской академии наук Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН svetlana@niic.nsc.ru
Ключевые слова: ?таблетчатые? структуры, структурообразующие факторы, катионные и анионные матрицы, строительные блоки, структуры сульфидов и сульфосолей
Страницы: 533-539
Методом кристаллографического анализа исследовано строение ″таблетчатых″ сульфидов (Cd, Pb)Bi2S4 (кудрявит), Bi3In5S12, Pb4In3Bi7S18, Pb1,6In8Bi4S19, Pb4In2Bi4S13, Bi2In4S9 (с плоскостью m, перпендикулярной трансляции ~ 4 Å). Показано, что в основе структур имеются регулярные катионные и анионные подрешетки, сопряжение которых в рамках общей трансляционной ячейки определяется соотношением катион/анион. Следствием независимого коллективного упорядочения катионов становятся сложные варианты заполнения ими отдельных кристаллографических позиций, независимое анионное упорядочение иногда приводит к нестандартным координационным окружениям.
А. В. Герасименко, Р. Л. Давидович, В. Б. Логвинова
Институт химии ДВО РАН gerasimenko@ich.dvo.ru
Ключевые слова: кристаллическая структура, фтороцирконат, сетчатый слой, метиламмоний, глициний, ?-аланиний
Страницы: 540-546
Впервые синтезированы и структурно охарактеризованы новые гибридные органически-неорганические слоистые пентафтороцирконаты метиламмония, глициния и β-аланиния состава (CH3NH3)ZrF5·0,5H2O, (H3NCH2COOH)ZrF5·2H2O и (H3N(CH2)2COOH)ZrF5. В исследованных соединениях КЧ атома Zr равно 8, а его координационный полиэдр представляет собой додекаэдр, делящий 6 своих вершин с тремя соседними Zr-полиэдрами. Zr-додекаэдры объединены друг с другом в сетчатые, плоские анионные слои состава Катионы и молекулы Н2О объединяют водородными связями анионные слои в трехмерную постройку