📄Работа №201684
Тема: Пниктогенные связи в кристаллах органических нитросоединений
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Химия
Объем:
66 листов
Год:
2017
Просмотров:
59
4660
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 2
Введение 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Структура и свойства нитросоединений, входящих в состав органических
кристаллов 8
1.2 Методы расчетов энергии и электронных свойств молекул 9
1.2.1 Квантовая теория атомов в молекулах и кристаллах (QTAIMC) 11
1.2.2 Электростатический потенциал 13
1.2.3 Усредненная локальная энергия ионизации 13
1.2.4 Функция локализации электронов (ELF) 14
1.3 Определение пниктогенной связи 16
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 22
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
ABSTRACT 52
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Геометрические параметры и длины связей соединений выборки 53
Введение 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Структура и свойства нитросоединений, входящих в состав органических
кристаллов 8
1.2 Методы расчетов энергии и электронных свойств молекул 9
1.2.1 Квантовая теория атомов в молекулах и кристаллах (QTAIMC) 11
1.2.2 Электростатический потенциал 13
1.2.3 Усредненная локальная энергия ионизации 13
1.2.4 Функция локализации электронов (ELF) 14
1.3 Определение пниктогенной связи 16
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 22
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
ABSTRACT 52
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Геометрические параметры и длины связей соединений выборки 53
📖 Аннотация
В данной работе проведено комплексное исследование пниктогенных связей в кристаллах органических полинитросоединений методами вычислительной химии и кристаллографического анализа. Актуальность исследования обусловлена фундаментальной ролью нековалентных взаимодействий, таких как пниктогенная связь, в кристаллической инженерии и материаловедении, а также практической значимостью нитросоединений как высокоэнергетических материалов. На основе анализа данных Cambridge Structural Database (CSD) для 568 кристаллических структур, содержащих 609 контактов, установлены характерные геометрические параметры взаимодействий N···O между нитрогруппами. С использованием расчетов молекулярного электростатического потенциала, функции локализации электронов (ELF) и усредненной локальной энергии ионизации идентифицированы области локализации электронных пар и позиции σ-дырок на атомах азота. Ключевым выводом является опровержение гипотезы о корреляции между длиной контакта N···O и характеристиками электростатического потенциала или энергией ионизации нитрогруппы. Научная значимость работы заключается в углублении понимания природы и направляющей роли пниктогенных связей в формировании супрамолекулярной архитектуры кристаллов. Практическая ценность связана с возможностью применения полученных результатов для направленного дизайна новых материалов с заданными свойствами. Теоретической основой исследования послужили работы по химии нитросоединений (С.С. Новиков, В.А. Тартаковский), фундаментальные принципы квантовой химии (В.А. Фок, W. Kohn) и кристаллографические базы данных (C.R. Groom).
📖 Введение
Нековалентные взаимодействия играют важную роль в супрамолекулярной химии, кристаллической инженерии, разработке наноматериалов и молекулярной биологии. В последнее время такие типы взаимодействия привлекает все больше внимания. Имея объективное представление о деталях образования химической связи и структурообразующих нековалентных взаимодействиях на электронном уровне, мы получаем возможность предсказывать физико-химические, термические и термодинамические свойства вещества и разрабатывать функциональные материалы на основе данных веществ. Одним из таких взаимодействий является пниктогенная связь. Пниктогенная связь - это вид нековалентного взаимодействия, где ковалентно связанный атом пниктогена (N, P, As, Sb) выступает в роли акцептора электронной плотности. Атом азота нитрогруппы имеет повышенные значения электростатического потенциала, называемые п-дырка (п-hole), благодаря этому атом азота нитрогруппы ориентируется за счет электростатических взаимодействий на неподеленные электронные пары кислорода соседней нитрогруппы. А так как нитросоединения являются высокоэнергетическими соединениями и имеют широкое применение в качестве компонентов взрывчатых смесей, порохов, ракетных топлив, а также в биологии и химии, то данные соединения представляют высокий интерес в качестве исследования их квантово-химических свойств.
Таким образом объектами исследования выступили пниктогенные связи в кристаллах органическихполинитросоединений. Подобные молекулы могут образовывать бесконечные цепи в кристаллах за счет взаимодействий между атомом азота одной нитрогруппы и атомом кислорода другой.
Цель работы - изучить анизотропию свойств электронной плотности для нитрогрупп в органических молекулах и выяснить, как особенности анизотропии влияют на способность образования пниктогенных связей и характер упаковки в кристаллах.
Для количественного описания анизотропии свойств электронной плотности для нитрогрупп использовали следующие функции: молекулярный
электростатический потенциал (MEP), усредненную локальную энергию ионизации (AIE) и функцию локализации электронов (ELF).
В ходе работы проведен анализ кристаллографической базы данных С8В[1]на предмет содержания в ней нитрогрупп, связанных между собой пниктогенными связями, проведены вычисления и анализ характеристик молекулярного электростатического потенциала, энергии ионизации и характеристик электронной плотности для описания свойств п-дырки нитрогруппы.
Результаты работы были доложены на ХМеждународной конференции молодых ученых по химии «Менделеев-2017», 4-7 апреля 2017 года, Институт химии СПбГУ.
Таким образом объектами исследования выступили пниктогенные связи в кристаллах органическихполинитросоединений. Подобные молекулы могут образовывать бесконечные цепи в кристаллах за счет взаимодействий между атомом азота одной нитрогруппы и атомом кислорода другой.
Цель работы - изучить анизотропию свойств электронной плотности для нитрогрупп в органических молекулах и выяснить, как особенности анизотропии влияют на способность образования пниктогенных связей и характер упаковки в кристаллах.
Для количественного описания анизотропии свойств электронной плотности для нитрогрупп использовали следующие функции: молекулярный
электростатический потенциал (MEP), усредненную локальную энергию ионизации (AIE) и функцию локализации электронов (ELF).
В ходе работы проведен анализ кристаллографической базы данных С8В[1]на предмет содержания в ней нитрогрупп, связанных между собой пниктогенными связями, проведены вычисления и анализ характеристик молекулярного электростатического потенциала, энергии ионизации и характеристик электронной плотности для описания свойств п-дырки нитрогруппы.
Результаты работы были доложены на ХМеждународной конференции молодых ученых по химии «Менделеев-2017», 4-7 апреля 2017 года, Институт химии СПбГУ.
✅ Заключение
По результатам проведенных исследований в работе сделаны следующие выводы.
1. В ходе анализа кристаллографической базы данных CSD былиустановлены наиболее распространенные геометрические параметры пниктогенной связи и взаимодействий^.. О между соседними нитрогруппами. Всего структур, удовлетворяющих данным геометрическим параметрам - 568, и они включают в себя 609 контактов.
2. При анализе функциймолекулярного электростатического потенциала, функции локализации электронов и усредненной энергии ионизации установлены области локализации электронных пар кислородов нитрогрупп и позиция п- дырки. Обнаружено, что экстремумы молекулярного электростатического потенциаламогут смещатьсяк центру связи С-N.
3. Опровергнута гипотеза о том, что характеристики экстремумов электростатического потенциала и усредненная энергия ионизации нитрогруппкоррелируют с длиной контакта N. Ов кристаллах.
1. В ходе анализа кристаллографической базы данных CSD былиустановлены наиболее распространенные геометрические параметры пниктогенной связи и взаимодействий^.. О между соседними нитрогруппами. Всего структур, удовлетворяющих данным геометрическим параметрам - 568, и они включают в себя 609 контактов.
2. При анализе функциймолекулярного электростатического потенциала, функции локализации электронов и усредненной энергии ионизации установлены области локализации электронных пар кислородов нитрогрупп и позиция п- дырки. Обнаружено, что экстремумы молекулярного электростатического потенциаламогут смещатьсяк центру связи С-N.
3. Опровергнута гипотеза о том, что характеристики экстремумов электростатического потенциала и усредненная энергия ионизации нитрогруппкоррелируют с длиной контакта N. Ов кристаллах.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.