Научная статья на тему 'Теоретическое изучение комплексов гидроксидов щелочных металлов, их катионов, гидроксид-иона с молекулами диметилсульфоксида'

Теоретическое изучение комплексов гидроксидов щелочных металлов, их катионов, гидроксид-иона с молекулами диметилсульфоксида Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
66
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК
Область наук

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Ларионова Елена Юрьевна, Зайцева Ирина Леонидовна, Кэмпф Наталья Владимировна

В рамках методов квантовой химии изучены комплексы OH⋅ (DMSO)n, M+ ⋅ (DMSO)n, MOH ⋅ (DMSO)n (M = Li, Na, K, n =1-6). Рассмотрены возможные типы координации молекул ДМСО в этих комплексах. Оценены энергии образования указанных комплексов при использовании разных расчетных схем. Выявлены основные закономерности изменений геометрии, распределения электронной плотности в ряду исследуемых комплексов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Теоретическое изучение комплексов гидроксидов щелочных металлов, их катионов, гидроксид-иона с молекулами диметилсульфоксида»

Н1 Химия и металлургия

• мм м» • •

»•••• • • «мим« • М «

ттт 9т

• •• • • • «ММ ••• • •• ••••••••••• •МИ««*** • • *М*«« • • (

• М0Н»(ВМ80)п (М = [|, N8, К) п =1-6.

• ••••««•а • • «•••• • •••«•••••••• (•••«•«»•••••••••••4 ••••••••••••••••* *н*аатм***««***«^«м«аа« • «•«• • • • а

»••••• ••то^^^н* ••• • •«••••«••••••••• »аммам» • аам< •••••••••••• мама •••••• мам а ама а ааааа •••••• аааааааа«м**«аа

• ) • ••ма<

• ••••• • • •«••••••• «а ма ••••••••••• • м» • • ••« • •••••• ааа *а ••••••• амм^^чнах^ •••^^•л

,..................12 3].

«««««»«« а «•«•• • • • ммма

• ««••а ам ма

а* ааааа««« а маа« «»а« а а а аааммааа* имк \/ к/ ааааааа а • «ам*« • ааа • «ма аа ааааааа •••••• аамм аа ааааа* •

<(РИР, МР2)

.....................(-»"•)•—-»—..............(ВЗЬУР, РШ91), .........--.»-.«6»31С*,6-31+С*, 6-

• ••••а • ••••«^•я • •••^^•^^••ь • •••а «••• ••• • «••мм «••м ••«311+__ьС**

I • • ••«••• а ••••••••• «аммимамаа* • а ••«ммшаааааа а ••••••••••ааа» «та* а • • ааниш» • а • ма • аааам а аааааа ит а

ааамааммааа ааа

•[•1].........................................М+ • (ВМ80)Л» (М •=• [1, N8,

>а*мау • •» ••••• • • ••••«м • ••мм • • • • < К) Щ =1—6 ••••••••••• ••••»•••

....................................ОН- • • •(ВМВ0)л, п — 1-4

Чп 1

а • мам*

* а • ««а • • а

• (••• • ам<

|*м ааааааа амма • «мам * амма аа ааа • аааааа*

аааааааамм * а а

ааам«амма« аааа**а ааааа <

а ам* *м а а а ааа**а**м ааа ааа ааам* ааааааа а ааа ааам а* аама аааааа **** ••••••ааааааа*

а а ааа а а м а а аааа а я

• «ааама *аа*аа*ааима ааааааааа амааамммм

МОН • • • (0М80)п (М = [¡, N8, К), п

'=1-6,.............••»«» «•.._»_«........КИР ..........

............6-31+С*,..........

а а *амм* * а амааааммаама

ааааа ма **

а *а *ам * а а ааааааааа амаа* *а**аа**а аа а а * * а а* а «аааа а

■ *а* ааам«« а а« • • «мммаааааам* *

4-6 а

ааа а аа аа аа ааа« аа«««ам«« ааа «маа ам а а *««*« «

а «ама а« а « а« аааааа а «амма

амммаа ааааа аа*«ааама«а<

•»••••••ма ^[8] •^^^••а • ^^^••••а • ••мма • I

-€АМК5 [9] • ^^№N-98 [10].

»а • «••••••• •■^^«^(••••••••^«•••••(в •«•»•***•*•••••••••••»*« ааааааа а« ам м • мам • • мм«амаммм •

а аммама

• ааамамм « а ааа « « мм а • • ••• • • •• • ••••«•

..........................М+ * •(ВМ60)Л» (М • = 41, ••

.....'N8, К)...............КНР/6-31О*...........-...........

*(**• = •••••••••• N8+* * аммаа • ••м«•••••• • «47*3 • •••••/••••• ••—• • • •

[|, N8, К).............а.ама м ^2-*7]............ •••••••• •............•••••• • «м •*•»*•.......... «[2]^ ••«••«•• • •«••м«

•••а •»•••• • ^2»7] ••• •••••• • •••••••••••••• • •••»••••• • аам •«•••«••••• •»» мимм^^^^ • a•aм•«••• • • »»•• •шm•m»••• • •••••м•• ааа«

• ••••• • «••••м » м • ••••» •••••••••• ••••••«••••••« мм ^]а • • •••••••••• • •мм •»^•••а • ^^а • а— —46 7 ••• • /•••• • •••••••• • • •

»•••• ••»••а • • ма ••• •• •• • • •••••••••• • • • ••••••• а ^аа • — —45 7 • •••/••••• ••» • •• • •• •••• •• •»««•«•« • «•••<

................................. .......•»••...........В3[УР/6»3Ю*..............•• ........ КНР/6»3Ю*

* аммам а

...................................(•" — [I, N8, > N8+ >••+ •••-62,9 ••••/•.............[1+

К)..................• »••.— ••,....................■ 34,6 • •••/—•• • ........•+ •.•а» аа • • • •

ааа амаа 1

а •••••••••••• • «•«•• •м«ммaа• • мaм•«• •»••• •• ••• ••^м-аама

• м•а«м«••a•• • ••••••ммам• ааа»«»« а • I

аммм амммам аа аааммамаа а ммммаа ааааа ааам а а амм а

••••••а••••••••••м • а»м ма ••■•••••••••• aм»•aаaммaма

» ммммм • • «•^«««•а • • «•••«• • aам«ммм•••••• • •• •

••••••••мм•••a««мм•••••••••••••••»«•aм«аal

_____________________________________________________________________

а «а « аааммаа* а* аама аа а аа аааааа а« ««ама

......М+ •• (йМ80)п7 + йМБО ^ М+ • (йМ80)п

----(»•• — [|, N8, К),................................

)

«аааа

« а_м

ВЕСТНИК ИрГТУ №2 (34) 2008

87

Н1 Химия и металлургия

• •••••••• • ••мж*

.....................

.........-62,9, -47,5, -26,1 • • -19,2 ••••/•........я» = 1 - ........

4,................... • »-46,7, -36,9, -24,2, -19,4 • • -11,9 .......

••••/«•«•••••• »я = 1 - 5 • ••••*•••••••••••••••••••■••••••••• • ••••••••

• •••••••• ••••••«• •••М^ •••• • И^^^И»^« • 6 •••*•••••••«•«••••••••• •••••• •••

••••, — •»...........„•.—••• „34.,6,.^27,0, -20,3, -14,4, - ........

13 8 • • -9 7 ••• •/••»•• ••• • я = 1 - 6 ••••••••••••••*• • ••••••• <

....................................■—••»•««»•• • Ма"•••

-141,1 ••••/•.....~К+ • (йМ80)6 -119,8 ••••/•....................

• ••• • •«••••••••••••••••• »«мм.»м«* ••••• ••• • •••••••

••••• • «••••••••«• (-»3,2 • • -94 0 ••• •/••••• ••••«••••«••••)••••< = 1-4)

I « • • • м*и • •• <

I • ••« • »мим« «••••••••

• 41

+ +

• т мам мм*

•м«м* • • • • «

• мм ••««•• »»»»мииии • • *м* • •«

—ОН- • (ВМ80)„ (п

•••••••

.....6-311 ++С**

• ЭМБО...........

N8+ • (йМ80)2 •••

• ••••• • «»»^^»»••«»»•■■••и •

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

--------нн^Ю*,...........

• м*м • • • •

■ >И1ИИИ (

•1,6

38,4

ммм••••• • • «яи«« • ••«•ам-мм •

»••• • H■*«•*• • • ••••• • •«•м^м • • ••« ••••• • • • • • <

I ••• • ••••••«•»••*•••• ••• ••• • (••• • • ••••••••<

• ••мм*««•тм•• мм[3] «««••••• •«•*•«••••• • •«••• ••• *

................КН^Ю* • • В31_УР/6-31С*

•/м•м•••и• 51 2 ••••/•••••••

«*ммм** «

• • «•**•« • •*•«м«••

1=* II ГШ УР/К 41 П*

I м «• • • *мм •

........МР2/6-311++С** // В31УР/6-3Ю*..........-.......ОН- • Н20,

• •••••• • • ••••••••• »•м««»•*••••••••• ^^^^^ • ••• • 311+—ьО** -26 3 ••••/••••* ***

• • ••»•5,0 ••••/»••••••........На*+в* (0М5О)2...........

• • •••••••••• ♦«••»1ПП1 • •••«*•«•••• • • ••a««И*•••• • ***

• /••М^ , ММ * •• • 4 • •••/••••• • «M•••••• • ••ММ •• •••••••«• * • • •

ИИИМИИМЖ »1 мм*« •• •

МР2/6-

м ««и* • #м • м* • •• •мт**«ммм

••••*•• **М ••• •

• * * • ••••мм •

• !№+• • фМ30)5 • • К+ • (йМ80)6,

I ••«МММ «

• •• • • ••••мм»** • •мм*м*мм*м «

•«••• • •• • «ми• • «

я +

•М+

(йМ80)п

» ИИ**« • • •••мм* • • •

■ ОН- -В№0 (МР2/6-31+в*)

-----(„..•*»,•

» « ««• • «• •••••• • • • — ччч •

, м*« ••«• • ««•м«*

О..... 6 Л) -

......)-- •

(0№0)п

• М+. -

»••••••• • **ММ МММ • ***• • • • м* ••« • м*мм • м и* <

• м «мм м • • • • •«««« «•

Г N8 + К+

п Я г Я г Я г

1 0,82 1,733 0,87 2,082 0,92 2,471

2 0,62 1,771 0,77 2,12 0,85 2,532

3 0,53 1,864 0,69 2,197 0,80 2,582

4 0,41 1,962 0,64 2,286 0,74 2,682

5 ■ ■ 0,59 2,299 0,69 2,761

6 ■ ■ ■ ■ 0,64 2,874

■ «И—11111 «• •• • • ••МММ**

• (—•* 2

■•• •6-31^+С*............

• • *»иим••••••«•• • 0Н-*» ••••••* * • *• •••• ■ а

•«"^^•••^•6-311 + +С**...................., ,

■.......0.5 -«•Ц—................КН1» -••"

• ••••• • •МР2* ***••• *••••••«• ••«м•••• ••••«•• «••мм

• •М «3-3,5 •••• • /•••••

• «ММ««МММ* «мимим«•••«••• ••••••

••••мм • *м* • •• ••••••

» •• •••••• • • •• • •«* >М» • ••••«• • •• • • • ММ •••••••• МММ* • •«•«••

• • • • •««•• • •• • *мммм««м*

» •• • • • •«•

• •ММ* • • И** • • ••«••МИМ • * •••МММ**

• •***• * ••»•• •

*««*«••• мм * ** «

••МММ* •• • • • ••«•••

------6-31+С*, ................<В31¥Р •

>••«••••••••••••• • • - •*•*•••••• • •«

................ МР2/6-31+С*

»■чииими*» • •

В М • • «ММ • I

» •• ••••••••••• ***м*«• «

• ~ • — N8+

• • •К^ •^•••*>)».•

...........0Н- ••• ВМ80......

-26,7...../•—*.............

■мншиу

• •

1

•МММ

88

ВЕСТНИК ИрГТУ №2 (34) 2008

Н1 Химия и металлургия

•(\Н)•при• .....................~0Н %*ВМ§0 (*•• •/•»•••)•••

6-3Ю* 6-3Ю** 6-31+О* 6-31 + +О** 6-31Ю 6-31Ю* 6-311+О* 6-311 + +О**

-37,98 -38,45 -26,73 -27,15 -44,51 -40,14 -27,47 -27,14

МР2 -47,14 -47,52 -30,17 -30,58 -53,18 -50,10 - -30,55

В3[УР - - -29,02 - - - - -

РШ91/РШ91 - - -32,20 - - - - -

• ••• ••••••••••• • • • • «*мт • «м • • ••ми*м ••• •• ••• •••«• • •• •••••• •••••••••• ••••••• •«•••••« • • • • •«•••»• ям* • • И1И»

С2у 0Н • (йМ80)2, ..................-17$ ...................................»••••<

• ••••••»•••• •••• ••»•«•«•ама •••• • ««• • • •»••мм • •»••••••• • •»••««м« • 0Н* * [12] ••a••а••••^

••••••••• ^^м« * •••«•••••• • .223 • • •/•«M• • • ••••••••••••••• ..................................» • • • N••N»1« • • М ••»••••••

..........С%*..............• ••«•••м•»аa«•м .....................4-5 .........•••а. • • •

0Н- • ЭМ80 • •••••••••••••••••••••••• ••••• •Н08 •••••••••••• • •••••••••••••••••••мммм»• ммм«««

•...............М0Н •(М = и, N8, К)................

.........................М0Н «(М—^N8, К)

• «*м* • • •••••• • • • • • • • • ам*и « мм** *

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• •• • • • *м • мм*« • • «*• • • •«•«•

2,3 ••••/•^^

ВЕСТНИК ИрГТУ №2 (34) 2008

89

Н1 Химия и металлургия

• «••мм««

••« ••••• • 1 • • • 2

• •/ • •••••••

• (220)

• ••••••••• • *•••••••«• • ••••• «••• • М*«М*« •(•««•«• ••••*••••••••••••••••••••«• •«

...........М0Н» • 0М80............-....................................

...................^^•->6•9,•«-17,5 • •-14,4 ••••/••-...........кЮН • 3ЭМ80

М = И, N8, К..............,........................(222), ...........

• ••••• *••• • •*^*aaa*aаa••• •• •••••• «•••••« 8^5^ • • 57 ••••••••••• • •«мм««»« ««•••••• , »ш» 3*9 ••• ••/•••••* >м •»

••••/м^^•••*м•••••aм••••••«*............................... • • N80H • 3ЭМ80 • •К0Н • 3ЭМ80

^«••«*aaaaаш*w*aaa*aа••••*«•^•aaa•^a • ••• • (221) • ^(222) •• • •«•• •• • •••• •/м^^^*•••

• «••••« • •• • ••••• ааа«аааааа

• «(•••а «« • •

• •• амма • • • •• • • «м •

• • •• • • • ааааа • м ••• •• • • ааааа*

• •«•••••• • *•••••••••••*• • ••••«•«••••• • «9*9 •••• •/м^^^, • • •

••*•• • •••• «« ••••••••••• • K0H• •«и•ш•••*•• • •••••• •«•• •••• ••••

2 5 ••• •/м^^^ * • • •

»• ^^ . I

• кон »еомБО

••. 5...............(22в) •• • • кЮН • ЗйМБО

......К0Н • 4ЭМ80..............

• ашм! • • а мааааааааа а

• ам »• аи| •••

а а» ааааа» « аааа«а*а*аа а

> а • аа*1

—М0Н

•аа ааааа*

а ааааааааа« • ••«

• •••••• ааа« а••a•••••••••• ««а • -7*9 • •••••/мв

••• «ЮН • 3ЭМ80 •• N80H • 3ЭМ80 «

—.......2 •

-8,3

•/-------К0Н • 30М80*

• • ••«• •••••••••• дамт* • «•

• • 0) -.......-.—-•••«

•ЮН • 3ЭМ80

30М80*

• аа а а «»мам*

"0,110 « 0,15 »•••••••

• К-0 • 2,750

• К •- 0 •••••••

• ••-К0Н « • •

а а а а •• • а «а« •••••• а • • ааааа • а» ааааа а ••• ааамвямаама*

а «ааааа* • а ааааа* а

а аа*« •••••• «• аавааа* *«а«ааа а

• - Ы0Н •••

аааааааааа« • • »ааааааааааа

••К0Н • 3ЭМ80

-5,6

а ааааа * • а а а «аааааааа

• * •• • * • • аа •

а ааа* • а аа «

аа а аа• аа« • • «аааа«а а

• аа а а ааааа • • а

• и*«•м••*• • •«амm•*«••»аaaи•a ••«•аа ааа

******* • • «ааа«а • • «ааааа«ааааа ••««•• «и* • • • • аа а«а« ааа а

а « «ааа а* аа а ••ммаам*

а а а а • • аааиаааа • ««а «

• • (•••* •) •«

0 5 •••ааа

•••• №0Н • 4ЭМ80

• амаммм* •

>ааа « «аиааа» «ааа аа <

а а

90

ВЕСТНИК ИрГТУ №2 (34) 2008

Hl Химия и металлургия

»mm • ■«•

www» • * •

(а)------

•"5,4

•/»•м* , ам •

• « « • N ••«•• •«••• • • •

• •«••MM** •

• •••••«•• MM • «м «• •

• • аа и* • •* • •

•0,1

•/---------LiOH • 4DMSO

• //•

«•«••••••NM M*

.... -•• ... , 2004. - '

• 14. - •. 131-175.

» •• ••••••

• ««ммамми • ««nm*******

i • • ам«** * * * •

»• • LiOH • 4DMSO

•••••••••• •* • у/ •••••• *«••••••• . «

44-49.

•1—2004.- •• 45, • • 1.-

••••••.. —....... ——«.£005.- •. 46, • •б.- •. 1019-1024.

V •&,

• /»•м

• самсм**л*** •—

•7,3"

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

г-г //•

•6.- •. 1005-1010.

• N****M**t **«••«••••••• **«М<

•мм*мм*м а

*** ам а ммн * ••**«

■ 1979. - 456 •.

*«.<•* • 3, *<•

» «аааммае* ама*

I ааам аа а а а

•LiOH < NaOH

< KOH (**.т3>*

O..... (r, Л)

•fa

•) -

•Mmoh • •MOH• ■

(DMSO)n

LiOH NaOH KOH

n q r q r q r

1 0,560 1,855 0,868 2,213 0,935 2,627

2 0,490 1,923 0,856 2,257 0,947 2,679

3 0,365 2,072 0,888 2,319 0,921 2,733

4 0,181 2,057 0,931 2,553 0,893 2,899

5 - - - - 0,968 2,879

» аа a a •***• a

»••«a* * 1

MOH

4r—Na (**.т3>»

• (DMSO)n

MOH

» ** •• * ••

• —....... -—.-£003.- •? 44, •

.... 5. .........-r...............

:...../ — ........-

^1989. - • k 55-78.

7. H. Ohtaki, T. Radnai // Chem. Rev. - 1993. - 93. - P. '1157 - 1204.

8. Mulliken R.S. // J. Chem. Phys.- 1955.- v.23.- P. 18331840, p. 1841-1846, p. 2338-2342, p. 2343-2346

9. GAMESS program package / M.W. Schmidt, K.K. Baldridge, J.A. Boatz, S.T. Elbert, M.S. Gordon, J.H. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K.A. Nguyen, S.J. Su, T.L. Windus, M. Dupius, J.A. Montgomery // J. Comput. Chem. - 1993. - Vol. 14.- P. 1347-1363.

10. Gaussian 98, Revision A.6, M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, V.G. Zakrzewski, J.A. Montgomery, Jr., R.E. Stratmann, J.C. Burant, S. Dapprich, J.M. Millam, A.D. Daniels, K.N. Kudin, M.C. Strain, O. Farkas, J. Tomasi, V. Barone, M. Cossi, R. Cammi, B. Mennucci, C. Pomelli, C. Adamo, S. Clifford, J. Ochterski, G.A. Petersson, P.Y. Ayala, Q. Cui, K. Morokuma, D.K. Malick, A.D. Rabuck, K. Raghavachari, J.B. Foresman, J. Cioslowski, J.V. Ortiz,

B.B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi,

(Dmso) ..............R..Gomperts, R.L. Martin, D.J. Fox, T. Keith, M.A. Al-Laham,

( C.Y. Peng, A. Nanayakkara, C. Gonzalez, M. Challacombe,

wwiaa«aw>a*•• * ** ************ ^ J

P.M.W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M.W. Wong, J.L. Andres,

C. Gonzalez, M. Head-Gordon, E.S. Replogle, J.A. Pople, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1998.

11. E. Lange, K.P. Mishenko // Ztschr. Phys. Chem. A. - 1930. - Bd. 149, N 1/2. - S. 1-41.

12. O. Masamura // J. Mol. Struct. Theochem. - 2000. - 498, 1. - P. 87-91.

•M«аааааа • •• •*«*•••

I ааааамааааа*аа«а«ааама* • мае* a •

i • «ам** a _

••aw*aw*e*«aw*M *

ВЕСТНИК ИрГТУ №2 (34) 2008

91

//

)

a

ам ам

»

•м

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.