Электронное строение свободного радикала 9-флуоренил в рамках QTAIM
Е.М. Чернова1, Ю.Д. Орлов1, Е.А. Мирошниченко2
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 ФГБУН «Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.514
Оригинальная статья
Аннотация: В работе представлены результаты исследования влияния свободной валентности на электронное строение 9-фуоренил радикала в сравнении с молекулой флуорена. Геометрическое строение и распределения электронной плотности в указанных соединениях рассчитаны методом функционала плотности B3LYP/6-311++G(3df,3pd) 6d 10f. Электронное строение изученных соединений исследовано в рамках «квантовой теории атомов в молекуле» (quantum theory of atoms in molecules). Полная электронная плотность рассматриваемых соединений была разделена на пространственные области («топологические» атомы»), объединенные для анализа в атомные группы. Вычислены их электронные параметры: заряд, объем и для радикалов, спиновая плотность. Проведен сравнительный анализ параметров атомных групп в молекуле и радикале. Получены и проанализированы характеристики критических точек связей C-C и критических точек циклов. Количественно охарактеризованы понятия «радикальный центр» и «свободная валентность», показано сопряжение свободной валентности в 9-флуорениле через распределение спиновой плотности.
Ключевые слова: флуорен, 9-флуоренил, квантовая теория атомов в молекуле, электронная плотность, спиновая плотность, свободная валентность, радикальный центр
- Чернова Елена Михайловна – заведующая базовой учебной лабораторией общей физики при кафедре общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Орлов Юрий Дмитриевич – заведующий кафедрой общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Мирошниченко Евгений Александрович – главный научный сотрудник отдела горения и взрыва, ФГБУН «Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН»
Ссылка для цитирования:
Чернова, Е.М. Электронное строение свободного радикала 9-флуоренил в рамках QTAIM / Е.М. Чернова, Ю.Д. Орлов, Е.А. Мирошниченко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 514-521. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.514. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Цирельсон, В.Г. Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и твердые тела / В.Г. Цирельсон. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2010. – 496 с.
2. Tsirelson, V.G. / Electron density and bonding in crystals: principles, theory and X-ray diffraction experiments in solid state physics and chemistry / V.G. Tsirelson, R.P. Ozerov. – Boca Raton: CRC Press, 1996. – 532 p. DOI: 10.1201/9781003062998.
3. Бейдер, Р. Атомы в молекулах: Квантовая теория / Р. Бейдер. – М.: Мир, 2001. – 532 с.
4. The quantum theory of atoms in molecules: from solid state to DNA and drug design / ed. by C.F. Matta, R.J. Boyd. – Weinheim: Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co, 2007. – 567 p. DOI: 10.1002/9783527610709.
5. Верещагин, А.Н. Индуктивный эффект / А.Н. Верещагин. – М: Наука. 1987. – 326 c.
6. Bader, R.F.W. Transferability of atomic properties and the theorem of Hohenberg and Kohn / R.F.W. Bader, P. Becke // Chemical Physics Letters. – 1988. – V. 148. – I. 5. – P. 452-458. DOI: 10.1016/0009-2614(88)87203-8.
7. Черкасов, А.Р. Концепция электроотрицательности. Современное состояние проблемы / А.Р. Черкасов, В.И. Галкин, Е.М. Зуева, Р.А. Черкасов // Успехи химии. – 1998. – Т. 67. – Вып. 5. – С. 423-441.
8. Туровцев, В.В. Изучение индуктивного и стерического эффектов в нормальных спиртах / В.В. Туровцев, Е.М. Чернова, Ю.Д. Орлов // Журнал структурной химии. – 2015. – Т. 56. – № 2. – С. 225-231.
9. Чернова, Е.М. Исследование электронного строения алкилаллинильных радикалов / Е.М. Чернова, В.Н. Ситников, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов // Журнал структурной химии. – 2018. – Т. 59. – № 6. – С. 1315-1320. DOI: 10.26902/JSC20180603.
10. Чернова, Е.М. Исследование электронного строения разветвленных углеводородов в рамках квантовой теории атомов в молекуле. Изо- и трет- алканы / Е.М. Чернова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов // Химическая физика. – 2018. – Т. 37. – № 11. – С. 10-14. DOI: 10.1134/S0207401X18110043.
11. Frisch, M.J. Gaussian 03 (Revision E 0.1 SMP) / M.J. Frisch, G.W. Canceucks, H.B. Schlegel et al. – Pittsburgh PA: Gaussian Inc., 2007.
12. Keith, T.A. AIMAll (Version 11.09.18, Professional). – Режим доступа: www.url: http://aim.tkgristmill.com. – 1.06.2025.
13. 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.
14. Riess, J. The theorem of Hohenberg and Kohn for subdomains of a quantum system / J. Riess, W. Münch // Theoretica chimica acta. – 1981. – V. 58. – I. 4. – P. 295-300. DOI: 10.1007/BF02426905.
15. Cohen N. Revised group additivity values for enthalpies of formation (at 298 K) of carbon–hydrogen and carbon–hydrogen–oxygen compounds / N. Cohen // Journal of Physical and Chemical Reference Data. – 1996. – V. 25. – I. 6. – P. 1411-1481. DOI: 10.1063/1.555988.
16. Орлов, Ю.Д. Взаимосвязь феноменологических методов расчета энтальпий образования свободных радикалов / Ю.Д. Орлов, Ю.А. Лебедев // Журнал физической химии. – 1993. – T. 67. – № 5. – С. 925-932.
17. Чернова, Е.М. Влияние свободной валентности на распределение электронной плотности в бензольном кольце / Е.М. Чернова, Н.П.Русакова, Е.А. Мирошниченко, Ю.Д. Орлов // Вестник Тверского государственного университета. Серия «Химия». – 2021. – № 4 (46). – С. 85-89. DOI: 10.26456/vtchem2021.4.10.