РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ В ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКЕ РАДИКАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ
Установление связи физических свойств и реакционной способности реагирующих частиц с их строением составляет фундаментальную научную проблему химии [1, 2], в решении которой важное место имеет разработка теории и методов расчета и прогнозирования.
Экспериментальное определение физико-химических свойств нередко сопряжено со значительными техническими трудностями, связанными как с самой техникой измерения, так и с получением вещества, его очисткой и т.п. Оно требует больших затрат материальных средств, квалифицированного труда и времени, да и не всегда возможно. В результате число изученных веществ резко отстает от числа известных.
Наличие надежных расчетных методов позволяет предсказывать хаpaктеристики вещества (прежде, чем оно синтезировано, а свойство измерено) и тем самым выбрать из многих (еще не изученных и даже не полученных) соединений те, которые (согласно прогнозу) удовлетворяют поставленным требованиям. Это закладывает научные основы создания новых веществ и материалов с заранее заданными свойствами.
В арсенале современной теоретической химии есть разные группы методов: методы квантовой химии (строгие и полуэмпирические), статистической термодинамики, молекулярной механики, а также феноменологические методы теории химического строения (аддитивные схемы), методы теории графов и теории групп в химии, а также методы Монте-Карло, молекулярной и стохастической динамики и др., которые не исключают, а, скорее всего, дополняют друг друга.
В работе проведено критическое рассмотрение и сопоставление применяемых в термохимической кинетике расчетных методов (чисто теоретических, полуэмпирических, эмпирических), очерчены их сильные и слабые стороны, ограничения и границы применимости.
В принципе все физико-химические свойства можно вывести из фундаментальных положений квантовой механики и физической статистики. Однако полные неэмпирические расчеты (ab initio) весьма трудоемки, что ограничивает их пpaктические возможности. Обсуждаются возможности метода Хартри-Фока (HF) в различных базисах с учетом электронной корреляции в рамках теории возмущений Меллера-Плессета (МР) 2-го и более высоких порядков: HF/3-21G, HF/6-31G*, MP2/3-21G, MP2/6-31G*, MP3/6-31G* и др.
Методы статистической термодинамики исходят при расчете свойств из суммы по состояниям (для одной молекулы или макротела) и требуют знания уровней энергии молекул (электронных, колебательных, вращательных), экспериментальное или теоретическое определение которых пpaктически возможно лишь для молекул с небольшим числом атомов.
Методы молекулярной механики основываются на механической модели (с заданием того или иного силового поля - потенциальных функций с варьируемыми параметрами) и опираются (при описании невалентых взаимодействий) на эмпирические атом-атомные потенциалы.
Феноменологические методы более просты в обращении и успешно справляются с решениями задач массового расчета, хотя и требуют для своего использования определенного количества исходных (реперных) данных. Эти методы выступают как эффективный инструмент исследования закономерностей, связывающих свойства веществ со строением молекул, и неиссякаемый источник новых данных. Без таких методов невозможно создание информационно-поисковых систем, полноценных баз и банков данных, целенаправленный поиск новых структур, решение задач молекулярного дизайна [3].
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 10-03-97500-рЦентр-а)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. М.: Изд-во АН СССР. 1958. 686 с.
- Бучаченко А.А. Химия на рубеже веков: свершения и прогноз //Успехи химии, 1999. Т. 68, № 2. С. 99-118.
- Папулов Ю.Г., Виноградова М.Г. Расчетные методы в атом-атомном представлении: Монография. Тверь: ТвГУ, 2002. 232 с.
Статья в формате PDF 106 KB...
27 04 2024 8:32:23
Статья в формате PDF 111 KB...
26 04 2024 22:28:44
Статья в формате PDF 112 KB...
25 04 2024 4:22:42
Статья в формате PDF 110 KB...
24 04 2024 21:42:14
Статья в формате PDF 298 KB...
23 04 2024 2:53:18
Статья в формате PDF 120 KB...
22 04 2024 0:38:16
Статья в формате PDF 261 KB...
21 04 2024 23:55:58
Статья в формате PDF 126 KB...
20 04 2024 4:45:59
Статья в формате PDF 121 KB...
19 04 2024 5:10:40
Статья в формате PDF 104 KB...
18 04 2024 0:11:52
Статья в формате PDF 120 KB...
17 04 2024 22:16:54
16 04 2024 13:42:56
Статья в формате PDF 134 KB...
15 04 2024 22:14:38
Статья в формате PDF 110 KB...
14 04 2024 19:57:17
Статья в формате PDF 128 KB...
13 04 2024 17:40:59
Статья в формате PDF 105 KB...
12 04 2024 6:35:38
Статья в формате PDF 124 KB...
10 04 2024 10:46:11
Статья в формате PDF 204 KB...
08 04 2024 0:15:12
Статья в формате PDF 126 KB...
07 04 2024 21:45:26
Статья в формате PDF 150 KB...
06 04 2024 3:45:16
05 04 2024 21:33:38
Статья в формате PDF 282 KB...
04 04 2024 22:30:28
Статья в формате PDF 318 KB...
03 04 2024 22:50:22
Статья в формате PDF 101 KB...
02 04 2024 8:46:43
Статья в формате PDF 132 KB...
31 03 2024 9:43:46
Статья в формате PDF 214 KB...
30 03 2024 11:10:47
Статья в формате PDF 115 KB...
29 03 2024 5:51:50
Статья в формате PDF 245 KB...
28 03 2024 2:31:52
Статья в формате PDF 276 KB...
27 03 2024 3:54:32
Статья в формате PDF 293 KB...
26 03 2024 17:43:27
Статья в формате PDF 102 KB...
25 03 2024 6:28:31
Статья в формате PDF 140 KB...
24 03 2024 13:49:59
Тюменский регион является одним из лидеров по уровню экономического развития. Устойчивое развитие его обеспечит сбалансированное решение социально-экономических задач, проблем сохранения окружающей среды в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущего поколений. Реализация перехода на путь стабильного развития потребует в дальнейшем формирования новой стратегии, которая оказалась бы экологически и экономически сбалансированной. ...
23 03 2024 15:26:44
Статья в формате PDF 258 KB...
22 03 2024 14:46:21
Статья в формате PDF 311 KB...
21 03 2024 1:27:17
Статья в формате PDF 110 KB...
20 03 2024 16:24:29
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::