РЕФЕРАТ 2
Введение 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Методы расчетов энергии и электронных свойств молекулярных кристаллов ..9
1.2 Квантовая теория атомов в молекулах (QTAIM) в оценке свойств
химических связей 10
1.3 Функция электронного давления и индикатор концентрации электронного
давления 14
1.4 Изменения упругих констант и деформация атомных бассейнов при сжатии . 15
1.5 Экспериментальные исследования фазовых переходов свойств электронной
плотности при внешнем давлении 18
1.6 Химическое давление в рамках теории функционала плотности 19
1.7 Галогенные связи в структурах молекулярных органических кристаллов 21
1.8 Кристаллическая структура и свойства С6С16 и MgB2. 24
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 26
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Анализ квантового электронного давления в критических точках
электронной плотности в кристаллеС6С16при моделировании внешнего гидростатического сжатия 29
3.2 Сравнение поведения электронных характеристик кристаллов MgB2 и С6С16
при моделировании гидростатического сжатия 33
3.4 Анализ контурных карт 37
РЕЗУЛЬТАТЫ 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 41
ПРИЛОЖЕНИЯ 48
ПРИЛОЖЕНИЕ А 48
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 54
ПРИЛОЖЕНИЕ В 60
В настоящее время возрастает сложность организации материалов с требуемыми свойствами и как следствие из этого возникает необходимость понимать их свойства на атомном и субатомном уровнях. Так как свойства структуры в решающей степени зависят от типов химическихвзаимодействий, то всегда есть потребность для изучения химических связей в твердых телах не только в состоянии покой, но и при воздействии внешних сил. Изучение изменений свойств химических связей в органических кристаллах приналожении внешнего давления не всегда представляется возможным, например, в случаи сильно лабильных или взрывчатых материалов. В таком случае возникает необходимость компьютерного моделирования кристаллических структур с наложением каких-то внешних воздействий, таких как сжатие. Изучение изменений свойств химических связей в органических кристаллах при внешнем давлении, а именно при гидростатическом сжатии актуально как для понимания явлений, происходящих на уровне электронной плотности, так и для прогноза фазовых переходов, свойств кристаллических материалов, зависящих от структурообразующих мотивов и характеристик химических связей, организация и свойства которых определяют физико-химические свойства вещества. Расширить наши представления о свойствах химических связей может помочь исследование функции квантового электронного давления в разных кристаллах органических и неорганических соединений, в том числе, наблюдая за поведением галогенных связей при моделировании гидростатического сжатия.
Таким образом, цель нашей работы: описать поведение функцииквантового электронного давления для разного типа связей при моделировании внешнего гидростатического сжатия в органическом и неорганическом кристаллах С6С16 и MgB2.
Задачи:
1. Провести локализацию равновесной геометрии при варьировании уровня квантово-химических расчетов с периодическими граничными условиями для кристаллов C6C16 и MgB2 при условиях моделирования внешнего гидростатического сжатия 0, 1, 5, 10, 20 ГПа и 0, 1, 3, 10, 20 ГПа, соответственно.
2. При этих же условиях произвести расчеты и анализ топологических характеристик электронной плотности и функции квантового электронного давления QEP(r); произведено сравнение с объемными модулями упругости исследуемых кристаллов.
3. Построить и проанализировать распределения функции QEP(r) для ковалентных и галогенных связей, областей Hal3-синтонов, бензольных колец, шестичленных циклов бора, межслоевых контактов C1...C1 и В...В в исследуемых кристаллах.
4. Выявить сходства и различия в поведении характеристик функцииРБР(г) при гидростатическом сжатии в органическом и неорганическом кристаллах С6С16 и MgB2.
5. Сравнить изменения расчетных объемных модулей упругости для С6С16 и MgB2 при моделировании внешнего гидростатического сжатия и сопоставить с изменениями характеристик квантового электронного давления в обоих кристаллах.
Список научных трудов (РИНЦ, Scopus, Web of science) и объектов интеллектуальной собственности
1. Bartashevich, E. Testing the tools forrevealing and characterizing the iodine-iodine halogen bond in crystals / E. Bartashevich, I.Yushina, K.Kropotina,
S.Muhitdinova, V.Tsirelson // J. Acta Crystallographica Section B 2017. - V. 73. - P. 217-226.
Изучаемая функция квантового электронного давления может быть полезна для оценки сравнения жестких и мягких кристаллов, их эластических свойств и позволяет устанавливать, какие области кристалла подвержены сжатия, а какие сопротивляются сжатию в наибольшей степени.
