РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ РАДИКАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ КАК СПОСОБ РАЗВИТИЯ ВУЗОВСКОЙ НАУКИ

Авторы
Файлы

Виноградова М.Г. Артемьев А.А. Статья в формате PDF 120 KB

Организация научных исследований в вузах предполагает проведение фундаментальных исследований изучающих законы развития природы и общества, что повышает качество образования, т.к. наука - это база на которой основывается учебный процесс. Для успешного проведения таких исследований необходимо наличие научных школ, создание условий для эффективного использования научно-педагогического потенциала, а также вовлечение в исследование студентов и аспирантов.

В настоящее время кафедрой физической химии Тверского государственного университета и кафедрами естественнонаучных дисциплин Клинского института экономики и права и Тверского института экологии и права ведутся работы по проекту РФФИ 07-03-96403-рЦентр-а «Термохимическая кинетика радикальных реакций: математическое моделирование».

В течение многих лет, заявленный в проекте, коллектив ведет расчетно-теоретическое исследование по проблеме "Связь свойств веществ со строением молекул: математическое (компьютерное) моделирование" (номер гос. регистрации в ТвГУ 01.84.0085361), которая входит в Перечень приоритетных направлений химической науки. В центре внимания целенаправленный поиск новых структур, алгоритмы решения ряда теоретико-графовых и комбинаторных задач, возникающих в ходе сбора и обработки информации о структуре и свойствах веществ, создание экспертных информационных систем и баз данных, разработка количественных методов расчета и прогнозирования [1-3].

Нами разработаны методы перечисления изомеров замещения молекулярных полиэдров, методы теории графов для исследования корреляций "структура - свойство" органических молекул, методы квантовой химии и статистической термодинамики. Созданы оригинальные методики расчета на ЭВМ термохимических свойств органических веществ с точностью, сопоставимой с погрешностями эксперимента. Все эти разработки находят применение и в данном проекте.

Проект связан с разработкой расчетных методов исследования элементарных газофазных реакций радикального распада и замещения соединений вида:

ЭН_4-lХ_l, ЭН_3-lX_l-ЭН_3-l´Х_l´ ,... ЭН_4-l-mХ_lY_m, ... ; ЭН_3-lХ_l, ... ; ЭН_2-lХ_l, ...

(Э = С, Si, Ge, ... ; Х,Y,... = D, T, F, Cl, Br, I, CH₃, NO₂, ... ).

Нами проанализированы состояния числовых данных по термохимическим и хаpaктеристикам радикальных реакций распада и замещения, выполнены численные расчеты энтальпий образования молекул и свободных радикалов, средних энергий связей и энергий разрыва связей, тепловых эффектов, энергий активаций и их численные расчеты в рядах выбранных соединений.

Так, например, для реакций радикального распада и замещения вида:

ЭН_4-_lХ_l ⇒ ЭН_3-_lХ_l+ Н, ЭН_4-_lХ_l ⇒ ЭН_4-_lХ_l_-₁+ Х

R + ЭН_4-lХ_l ⇒ RH + ЭН_3-lХ_l, M + ЭН_4-lХ_l ⇒ MX + ЭН_4-lХ_l_-1

(Э = С, Si, ... ; Х = F, Cl, ... ; R = D, Cl, CH₃, ... ; M = Na, ... ).

Тепловые эффекты данных реакций есть не что иное, как энергии разрыва связей в исходной молекуле. Значит,

q_D^{(1) l} = a_D⁽¹⁾ +b_D⁽¹⁾l+c_D⁽¹⁾l²(l = 0, 1, 2, 3), q_D^{(2) l} = a_D⁽²⁾ +b_D⁽²⁾l+c_D⁽²⁾l² (l = 1, 2, 3, 4).

q_S^(1)l = a_S⁽¹⁾ + b_S⁽¹⁾l+c_S⁽¹⁾l² (l = 0, 1, 2, 3), q_S^(2)l = a_S⁽²⁾+ b_S⁽²⁾l + c_S⁽¹⁾l²(l = 1, 2, 3, 4),

где a_S⁽¹⁾, b_S⁽¹⁾, с_S⁽¹⁾, ... - некоторые параметры.

В таком же виде можно представить и энергии активаций

В табл. 1. приведены экспериментальные [4] и предсказанные энергии активаций ряда реакций радикального распада и замещения Х-замещённых метана. Звездочкой здесь помечены значения, вычисленные нами с использованием квадратичной (частично, линейной) зависимости.

Таблица 1. Энергии активации реакций радикального распада и замещения (в кДж/моль)

Уравнение реакции	ε_l	Уравнение реакц	ε_l
СН₃I = СН₃ + I	226	СF₃NO₂ = СF₃ + NO₂	268*
С₂Н₅I= С₂Н₅+I	218	СF₂(NO₂)₂ = СF₂NO₂+NO₂	198
(СН₃)₂СНI=(СН₃)₂СН+I	193	СF(NO₂)₃= СF(NO₂)₂+NO₂	175
(СН₃)₃СI=(СН₃)₃С+I	189	С(NO₂)₄= С(NO₂)₃ + NO₂	160
СН₃NO₂ = СН₃ + NO₂	228	СCl₃ NO₂ = СCl₃ + NO₂	154
С₂Н₅NO₂ = С₂Н₅+NO₂	218*	СCl₂(NO₂)₂ = СCl₂ NO₂+NO₂	143
(СН₃)₂СНNO₂=(СН₃)₂СН+NO₂	225*	СCl(NO₂)₃= СCl(NO₂)₂+NO₂	152
(СН₃)₃СNO₂=(СН₃)₃С+NO₂	249*	С(NO₂)₄= С(NO₂)₃ + NO₂	160
СН₂(NO₂)₂ = СН₂NO₂+ NO₂	200*	Н+СН₃Cl = HCl +СН₃	30,1
СH₃CH(NO₂)₂=СH₃CHNO₂+NO₂	197	H+СН₂Cl₂=HCl+СН₂Cl	24,3
(СН₃)₂С(NO₂)₂=(СН₃)₂NO₂+NO₂	211	H+СНCl₃= HCl +СНCl₂	18,0
СН₃С(NO₂)₃=СН₃С(NO₂)₂+NO₂	181	H +СCl₄= HCl +СCl₃	13,8

На основе анализа экспериментального и расчетного материала выявлены определенные закономерности в рядах однотипных реакций, построены графические зависимости вида «Свойство - степень замещения».

Несомненно, проведение фундаментальных исследований на базе конкретных учебных заведений способствует развитию вузовской науки, приобщению аспирантов и студентов к научным изысканиям, к расширению теоретических познаний и приобретению пpaктических навыков.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 07-03-96403-рЦентр-а)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Папулов Ю.Г., Виноградова М.Г.. Расчетные методы в атом-атомном представлении: Монография. Тверь: ТвГУ, 2002. 232 с.
Папулов Ю.Г., Виноградова М.Г. Энергия химических связей: основные закономерности и методы расчета: Обзор //Вестн. ТвГУ. Сер. Химия.2006.№ 3. С.5-39.
Виноградова М.Г., Папулов Ю.Г. Методология расчёта энергий химических связей.//Современные проблемы развития фундаментальной науки: по результатам регионального конкурса РФФИ 2006 года. - Тверь: Лилия Принт, 2006 . С.9-14.
Веденеев В.И., Кибкало А.А. Константы скорости газофазных мономолекулярных реакций. М.: Наука, 1972. 164 с.

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Статья в формате PDF 275 KB...

29 04 2024 23:46:47

Исследование САН студентовпервокурсников Сургутского государственного педагогического института

Статья в формате PDF 111 KB...

28 04 2024 16:45:18

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИММУННОГО СТАТУСА ДЕТЕЙ, СТРАДАЮЩИХ АТОПИЧЕСКИМ ДЕРМАТИТОМ И ПРОЖИВАЮЩИХ В РАЙОНАХ С РАЗЛИЧНОЙ ГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Статья в формате PDF 257 KB...

27 04 2024 19:39:37

К ПРОБЛЕМЕ ЛЕЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗНЫХ БОЛЬНЫХ С МНОЖЕСТВЕННОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ МБТ

Статья в формате PDF 120 KB...

26 04 2024 20:19:19

ПИЩЕВАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МОЛОЧНО-ЯИЧНЫХ СТРУКТУИРОВАННЫХ НАПИТКОВ

Статья в формате PDF 97 KB...

25 04 2024 21:13:49

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА КАК НЕОБХОДИМАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ БУДУЩЕГО ИНЖЕНЕРА

Статья в формате PDF 312 KB...

24 04 2024 18:12:37

ПОДГОТОВКА ТОВАРОВЕДОВ-ЭКСПЕРТОВ И ИЗУЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА

Статья в формате PDF 119 KB...

23 04 2024 20:30:26

БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА В ОРГАНИЗАЦИИ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ОСНОВАМ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ЗНАНИЯ В ИНЖЕНЕРНОМ ВУЗЕ

Статья в формате PDF 146 KB...

22 04 2024 15:37:34

ЗАНЯТОСТЬ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ РОССИИ

Статья в формате PDF 119 KB...

21 04 2024 21:12:20

ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОФЛОРЫ У БОЛЬНЫХ, ОПЕРИРОВАННЫХ НА ПОВРЕЖДЕННОЙ СЕЛЕЗЕНКЕ

Проведено изучение состояние микрофлоры у пациентов после различных операций, выполненных по поводу повреждений селезенки в отдаленном послеоперационном периоде. В результате проведенного исследования установлено, что сохранение селезенки предотвращает изменения микрофлоры, так как полученные результаты соответствовали данным группы сравнения. В тоже время, удаление селезенки приводит к нарушению микрофлоры. ...

20 04 2024 21:34:16

НАПРАВЛЕНИЯ ПОДГОТОВКИ ПО ИНОСТРАННЫМ ЯЗЫКАМ ДЛЯ СОТРУДНИКОВ СОВРЕМЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА

Статья в формате PDF 138 KB...

19 04 2024 12:20:25

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ КАТАЛАЗЫ ЭРИТРОЦИТОВ – КАК ПОКАЗАТЕЛЬ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА У БОЛЬНЫХ ВИЧ-ИНФЕКЦИЕЙ

Статья в формате PDF 100 KB...

18 04 2024 8:57:15

СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ ГОРОДА СУРГУТА

Статья в формате PDF 226 KB...

17 04 2024 20:53:26

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

Статья в формате PDF 565 KB...

16 04 2024 10:23:20

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПАРОДОНТА У БОЛЬНЫХ БРУЦЕЛЛЕЗОМ

Статья в формате PDF 391 KB...

15 04 2024 8:41:38

СИМУЛЯЦИЯ СЕТИ С ПЕРЕМЕННОЙ ТОПОЛОГИЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Статья в формате PDF 136 KB...

14 04 2024 22:40:34

Математическая модель сушильной камеры зерновых сушилок

Статья в формате PDF 133 KB...

13 04 2024 23:39:19

АДАПТИВНОСТЬ СТУДЕНТОВ И ТИПОЛОГИЯ ИХ ИНДИВИДУАЛЬНОСТИ

Статья в формате PDF 323 KB...

12 04 2024 18:14:16

СОСТОЯНИЕ ЭФФЕКТОРНОЙ ЗОНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА КРОЛИКОВ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ХОЛЕРНОЙ ИНФЕКЦИИ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ВИБРИОНАМИ 01- И 0139-СЕРОГРУПП

Статья в формате PDF 147 KB...

11 04 2024 10:58:28

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ НАРУШЕНИЯ СОСТАВА ТЕЛА ДЕТЕЙ г. ЧЕБОКСАРЫ

За 2011 год в Республиканском Центре здоровья для детей г. Чебоксары проведено обследование условно здоровых детей и подростков в возрасте 5–17 лет с помощью биоимпедансного анализатора состава тела АВС-01 «МЕДАСС» (n = 2419). Целью исследования работы явились оценка хаpaктера направленности питания, уровня физической подготовленности, физического развития. Были проанализированы следующие показатели: жировая масса (ЖМ), активно-клеточная масса (АКМ), доля активно-клеточной массы (доля АКМ), скелетно-мышечная масса (СММ). Выявленные нарушения в виде избытка ЖМ у 39,0 % обследованных свидетельствуют о риске развития ожирения, снижение белкового компонента питания у 28,5 % и уровня двигательной активности у 21,0 % обследованных свидетельствуют о нерациональности питания и риске развития хронических неинфекционных заболеваний, снижения репродуктивной функции. ...

10 04 2024 10:18:58

О ПОСТАНОВКЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОВРЕМЕННЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Статья в формате PDF 90 KB...

09 04 2024 15:26:56

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦЕЛОСТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА

В настоящее время важно пройти сложнейший этап перехода к новому типу социально-экономического развития быстро, компетентно, опираясь на собственные творческие возможности. Именно этим целям служит разработанная нами модель педагогических основ формирования целостного образовательного прострaнcтва, основу которого составляет внедрение непрерывного образования в интегрированном профессиональном учебном заведении. Моделирование целостного образовательного прострaнcтва осуществлялось нами через уточнение таких понятий, как «интеграция», «межпредметные связи», «взаимосвязь», интегративно-педагогические закономерности, интегративная деятельность, через изучение опыта зарубежных исследователей, решающих проблемы педагогической интеграции. ...

08 04 2024 13:55:44

Статистическая обработка данных, полученных при исследовании анамалии положения зубов подростков города Краснодара

Статья в формате PDF 111 KB...

07 04 2024 0:21:23

СТАНОВЛЕНИЕ БУДУЩЕГО СПЕЦИАЛИСТА В КОНТЕКСТЕ ИНТЕГРАЦИОННОГО ПОДХОДА В ВЫСШЕМ ТЕХНИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

Статья в формате PDF 114 KB...

06 04 2024 10:44:39

АКТУАЛЬНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 129 KB...

05 04 2024 6:34:44

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСИММЕТРИИ ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ СИСТЕМЕ НАПРЯЖЕНИЙ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Статья в формате PDF 131 KB...

04 04 2024 15:31:17

АНАЛИЗ СЛУЧАЕВ ПЕРЕВОДА НА ГЕМОДИАЛИЗ ПРИ ГЛПС ПО ДАННЫМ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ ИКБ№4 г. УФА

Статья в формате PDF 263 KB...

03 04 2024 5:20:23

УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАК РАВНОПРАВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО НОВОГО ТОВАРАИНФОРМАЦИИ

Статья в формате PDF 120 KB...

02 04 2024 2:13:14

КЛАССИФИКАЦИЯ КИШЕЧНОГО ДИСБАКТЕРИОЗА

Проведенные исследования по изучению микробиоценоза кишечника у больных вирусными гепатитами В (ВГВ), С (ВГС) и микст-инфекции В+С (ВГВ+ВГС) позволили выявить дисбактериоз у 93,1% больных ВГВ, 100% -ВГС, 92,8% - ВГВ+ВГС. Обнаруженные изменения не укладываются в общепринятую классификацию дисбактериоза, что побудило нас разработать собственный вариант классификации. Предлагаемая классификация учитывает объективно существующие изменения количественного и качественного состава микрофлоры и позволяет осуществить рациональную коррекцию выявленных изменений. ...

01 04 2024 14:10:14

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ГЕОМЕТРИИ

Статья в формате PDF 119 KB...

31 03 2024 3:49:10

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ДРЕВЕСНЫМ СЫРЬЕМ

Статья в формате PDF 123 KB...

30 03 2024 19:50:58

Активность антибактериальных препаратов IN VITRO и IN VIVO в отношении штаммов холерного вибриона эльтор, выделенных в г.Казани в 2001 г.

Статья в формате PDF 111 KB...

29 03 2024 17:38:27

ФАКТОРЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО САМООПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИЧНОСТИ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ

В статье рассматриваются понятия «самоопределение», «самореализация», «профессиональное становление личности». Актуализируется проблема становления профессионала, проблема личностного и социального развития будущего специалиста как субъекта социального действия и основные факторы, влияющие на выбор профессии. ...