Взаимосвязь строение-свойство для фторалканов
А.В. Котомкин, Ю.Д. Орлов
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.493
Краткое сообщение
Аннотация: Методом G4 рассчитаны энтальпии образования (ΔHf0) для молекул CH3-(CH2)n-CH2F, где 3 ≤ n ≤ 5, CH3-(CH2)n-CHF2, где 3 ≤ n ≤ 4, CH2F-(CH2)3-CH2F, CHF2-(CH2)3-CHF2, CF3-(CH2)3-CHF2, CF3-(CH2)3-CF3, CHF2-(CH2)3-CH2F, CF3-(CH2)3-CH2F, фторзамещенных изобутана C4HmFk, где 0 ≤ m ≤ 9, k =10-m и неопентана C5HmFk, где 0 ≤ m ≤ 11, k = 12-m. Вместе с ранее вычисленными значениями ΔHf0 для молекул фторэтанов, фторбутанов и фторпропанов они образовали обучающее множество из 180 величин. Предложена схема вычисления энтальпии образования молекул М: ΔHf0(M)add = ΔHf0(R) + aꞏΔHf0(F-F)1,2 + bꞏΔHf0(F-F)1,3 + cꞏΔHf0(F-F)1,4, где ΔHf0(R) – вклады в энтальпию групп R (R = СH3, CH2, CH, С, CH2F, CHF2, CF3, CHF, CF2, CF), ΔHf0(F-F)1,2, ΔHf0(F-F)1,3, ΔHf0(F-F)1,4 – вклады взаимодействия двух атомов фтора, связанных с атомами углерода через одну, две и три связи С-С соответственно, а a, b, c – количество фтор-фтор взаимодействий через одну, две и три связи С-С соответственно. Найдены величины всех вкладов. Сравнением показана значительнобольшая эффективность предложенной схемы по сравнению с простым аддитивно-групповым подходом.
Ключевые слова: взаимосвязь «строение-свойство», термодинамические свойства, аддитивная модель, электронное строение, энтальпия образования, квантовая теория атомов в молекуле, электронная плотность, фторалканы, изобутан, неопентан
- Котомкин Алексей Викторович – старший преподаватель кафедры общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Орлов Юрий Димитриевич – д.х.н., профессор, заведующий кафедрой общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Котомкин, А.В. Взаимосвязь строение-свойство для фторалканов / А.В. Котомкин, Ю.Д. Орлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 493-500. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.493.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Lang, L. Quantum definition of molecular structure / L. Lang, H.M. Cezar, L. Adamowicz, T.B. Pedersenn //Journal of the American Chemical Society. – 2024. – V. 146. – I. 3. – P. 1760-1764. DOI: /10.1021/jacs.3c11467.
2. Leppanen, E. Structure – property relationship on carbon electrochemistry / E. Leppanen, M. Akhoundian, S. Sainio, Ja. Etula, O. Pitkanen, T. Laurilla // Carbon. – 2022. – V. 200. – P. 375-389. DOI: 10.1016/j.carbon.2022.08.076.
3. Колесов, В.П. Термохимия галогензамещенных этана / В.П. Колесов, Т.С. Папина // Успехи химии. – 1983. – Т. 52. – Вып. 5. – С. 754-776. DOI: 10.1070/RC1983v052n05ABEH002829.
4. Орлов, Ю.Д. Расчет энтальпий образования свободных радикалов и энергий диссоциации химических связей по методу групповых вкладов. Сообщение 3. Соединения с электроотрицательными заместителями. / Ю.Д. Орлов, Ю.А. Лебедев, Б.Л. Корсунский // Известия Академии наук СССР. Серия химическая. – 1984. – № 7. – С. 1550-1555.
5. Орлов, Ю.Д. Определение энтальпий образования органических свободных радикалов по энергиям диссоциации связей. Сообщение 2. Галогензамещенные радикалы / Ю.Д. Орлов, Р.Х. Зарипов, Ю.А. Лебедев // Известия Академии наук. Серия химическая. – 1998. – № 4. – С. 643-646.
6. Бейдер, Р. Атомы в молекулах: Квантовая теория / Р. Бейдер. – М.: Мир, 2001. – 532 с.
7. Mezey, P.G. Quantum chemical shape: new density domain relations for the topology of molecular bodies, functional groups, and chemical bonding / P.G. Mezey // Canadian Journal of Chemistry. – 1994. – V. 72. – №. 3. – P. 928-935. DOI: 10.1139/v94-120.
8. Mezey, P.G. Holographic electron density shape theorem and its role in drug design and toxicological risk assessment / P.G. Mezey // Journal of Chemical Information and Computer Sciences. – 1999. – V. 39. – I. 2. – P. 224-230. DOI: 10.1021/ci980072y.
9. Котомкин, А.В. Электронные параметры 1,1,1–трифторалканов / А.В. Котомкин, Н.П. Русакова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов // Известия высших учебных заведений. Серия «Химия и химическая технология». – 2019. – T. 62. – № 1. – С. 31-37. DOI: 10.6060/ivkkt201962fp.5517.
10. Котомкин, А.В. Электронные параметры молекул ряда 1,1 дифторалканов / А.В. Котомкин, Н.П. Русакова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов // Вестник Казанского технологического университета. – 2015. – Т. 18. – № 13. – С. 23-25.
11. Котомкин, А.В. Квантово-механический расчет структурных и энергетических характеристик С2 и С3 фторалканов / А.В. Котомкин, Ю.Д. Орлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2023. – Вып. 15. – С. 456-464. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.456.
12. Котомкин, А.В. Электронные параметры монофторалканов / А.В. Котомкин, Н.П. Русакова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов // Вестник ТвГУ. Серия: Химия. – 2016. –№ 4. – С. 88-94.
13. Котомкин, А.В. Электронные параметры структурных изомеров k,k-дифтороктана / А.В. Котомкин, Н.П. Русакова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 438-445. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.438.
14. Котомкин, А.В. Квантово-механический расчет структурных и энергетических характеристик фторзамещенных бутана / А.В. Котомкин, Ю.Д. Орлов Е.М. Чернова, // Вестник ТвГУ. Серия: Химия. – 2024. –№ 1. – С. 20-29. DOI: 10.26456/vtchem2024.1.3.
15. Quiñónez, P.B. AIM study on the influence of fluorine atoms on the alkyl chain / P.B. Quiñónez, A. Vila, A.M. Graña, R.A. Mosquera // Chemical Physics. – 2003. – V. 287. – I. 1-2. – P. 227-236. DOI: 10.1016/S0301-0104(02)00993-X.
16. NIST chemistry webbook, NIST standard reference database number 69. – Режим доступа: http://webbook.nist.gov. – 1.01.2024. DOI: 10.18434/T4D303.
17. Curtiss, L.A. Gaussian-4 theory / L.A. Curtiss, P.C. Redfern, K. Raghavachari // The Journal of Chemical Physics. – 2007. – V. 126. – I. 8. – P. 084108-1-084108-12. DOI: 10.1063/1.2436888.
18. Орлов, М.Ю. Энтальпии образования алкильных радикалов / М.Ю. Орлов, Е.М. Чернова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов // Известия Академии Наук. Серия химическая. – 2014. –№ 12. – С. 2620-2624.