Исследование поверхности потенциальной энергии реакций в системе, содержащей i-пропильный и n-пропильный радикалы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Вычислительными методами квантовой химии исследованы энергетические пути возможных реакций распада и изомеризации изо-пропильного (i-C3H7) и н-пропильного (n-C3H7) радикалов. Методами B3LYP, M062X, MP2и CBS-QB3 локализованы стационарные точки на поверхности потенциальной энергии системы, содержащей пропильные радикалы. Выявлен ряд промежуточных соединений, образующихся при изомеризации и распаде пропильных радикалов, получена информация об их структуре и термохимических параметрах. По результатам исследований построена диаграмма энергетических уровней рассматриваемой системы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Давтян

Институт химической физики им. А.Б. Налбандяна Национальной академии наук Республики Армения

Email: arsentiev53@mail.ru
Армения, Ереван

З. О. Манукян

Институт химической физики им. А.Б. Налбандяна Национальной академии наук Республики Армения

Email: arsentiev53@mail.ru
Армения, Ереван

С. Д. Арсентьев

Институт химической физики им. А.Б. Налбандяна Национальной академии наук Республики Армения

Автор, ответственный за переписку.
Email: arsentiev53@mail.ru
Армения, Ереван

Л. А. Тавадян

Институт химической физики им. А.Б. Налбандяна Национальной академии наук Республики Армения

Email: arsentiev53@mail.ru
Армения, Ереван

В. С. Арутюнов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: arsentiev53@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Ushakova A., Zatsepin V., Varfolomeev M., Emelyanov D. // J. Combust. 2017. V. 11. Article 2526596. https://doi.org/10.1155/2017/2526596
  2. Манташян А.А. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 4. С. 18. https://doi.org/10.31857/S0207401X21040105
  3. Pogosyan N.M., Pogosyan M.Dj., Arsentiev S.D., Tavadyan L.A., Strekova L.N., Arutyunov V.S. // Pet. Chem. 2020. V. 60. № 3. P. 316. https://doi.org/10.1134/S0965544120030172
  4. Grigoryan R.R., Arsentev S.D. // Ibid. 2020. V. 60. № 2. P. 187. https://doi.org/10.1134/S096554412002005X
  5. Паланкоева А.С., Беляев А.А., Арутюнов В.С. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 6. С. 7. https://doi.org/10.31857/S0207401X22060097.
  6. Арсентьев С.Д., Тавадян Л.А., Брюков М.Г., Паланкоева А.С., Беляев А.А., Арутюнов В.С. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 11. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X22110024.
  7. Озерский А.В., Старостин А.Д., Арутюнов В.С. // Горение и взрыв. 2022. Т. 15. № 1. С. 30. https://doi.org/10.30826/CE22150104.
  8. Becke A.D. // Phys. Rev. A. 1988. V. 38. P. 3098.
  9. Becke A.D. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 5648.
  10. Lee C., Yang W., Parr R.G. // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. P. 785.
  11. Zhao Y., Truhlar D.G. // Theor. Chem. Acc. 2008. V. 120. P. 215. https://doi.org/10.1007/s00214-007-0310-x
  12. Zhao Y., Truhlar D.G. // Acc. Chem. Res. 2008. V. 41. P. 157. https://doi.org/10.1021/ar700111a
  13. Frisch M.J., Head-Gordon M., Pople J.A. // Chem. Phys. Lett. 1990. V. 166. № 3. P. 275. https://doi.org/10.1016/0009-2614(90)80029-D
  14. Head-Gordon M., Pople J.A., Frisch M.J. // Ibid. 1988. V. 153. № 6. P. 503. https://doi.org/10.1016/0009-2614(88)85250-3
  15. Montgomery Jr. J.A., Frisch M.J., Ochterski J.W., Petersson G.A. // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. P. 2822.
  16. Nyden M.R., Petersson G.A. // Ibid. 1981. № 4. V. 75. P. 1843.
  17. Petersson G.A., Al-Laham M.A. // Ibid. 1991. V. 94. № 9. P. 6081.
  18. Petersson G.A., Tensfeldt T.G., Montgomery J.A. // Ibid. 1991. V. 94. P. 6091.
  19. Montgomery Jr. J.A., Frisch M.J., Ochterski J.W., Petersson G.A. // Ibid. 2000. V. 112. № 15. P. 6532. https://doi.org/10.1063/1.481224
  20. Arsentev S.D., Mantashyan A.A. // React. Kinet. Catal. Lett. 1980. V. 13. № 2. P. 125. https://doi.org/10.1007/BF02074183
  21. Mantashyan A.A. Khachatryan L.A. Niazyan O.M., Arsentev S.D. // Combust. and Flame. 1981. V. 43. P. 221. https://doi.org/10.1016/0010-2180(81)90022-5
  22. Манташян А.А., Едигарян Н.Г., Хачатрян Л.А., Арсентьев С.Д. // Химия высоких энергий. 1989. Т. 23. № 1. С. 63.
  23. Grigoryan R.R., Arsentev S.D. // Pet. Chem. 2020. V. 60. № 2. P. 187. https://doi.org/10.1134/S096554412002005X
  24. Давтян А.Г., Манукян З.О., Арсентьев С.Д., Тавадян Л.А., Арутюнов В.С. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 4. С. 20. https://doi.org/10.31857/S0207401X23040052, EDN: MWHERN
  25. Ghosh M.K., Elliott S.N., Somers K.P., Klippenstein S.J., Curran H.J. // Combust. and Flame. 2023. V. 257. Part 1. Article 112492. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2022.112492
  26. Stark M.S. // J. Amer. Chem. Soc. 2000. V. 122. № 17. P. 4162. https://doi.org/10.1021/ja993760m
  27. Huynh L.K., Carstensen H.-H., Dean A.M. // J. Phys. Chem. A. 2010. V. 114. № 24. P. 6594. https://doi.org/10.1021/jp1017218
  28. Cord M., Husson B., Huerta J.C.L., et al. // Ibid. 2012. V. 116. № 50. P. 12214. https://doi.org/10.1021/jp309821z
  29. Yang Zh., Lin X., Long B., Zhang W. // Chem. Phys. Lett. 2020. V. 749. P. 137442. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2020.137442
  30. Miller J.A., Klippenstein S.J. // J. of Phys. Chem. A. 2013. V. 117. № 13. P. 2718. https://doi.org/10.1021/jp312712p
  31. Буравцев Н.Н. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 3. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0207401X22030037
  32. Ramalingam A., Panigrahy S., Fenard Y., et al. // Combust. and Flame. 2021. V. 223. № 1. P. 361. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.10.020
  33. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Petersson G.A., Nakatsuji H., Li X., Caricato M., Marenich A.V., Bloino J., Janesko B.G., Gomperts R., Mennucci B., Hratchian H.P., Ortiz J.V., Izmaylov A.F., Sonnenberg J.L., Williams-Young D., Ding F., Lipparini F., Egidi F., Goings J., Peng B., Petrone A., Henderson T., Ranasinghe D., Zakrzewski V.G., Gao J., Rega N., Zheng G., Liang W., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Throssell K., Montgomery J.A. Jr., Peralta J., E., Ogliaro F., Bearpark M.J., Heyd J.J., Brothers E.N., Kudin K.N., Staroverov V.N., Keith T.A., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A.P., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Millam J.M., Klene M., Adamo C., Cammi R., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Farkas O., Foresman J.B., Fox D.J. Gaussian 16. Rev. C.01. Wallingford CT: Gaussian, Inc., 2016.
  34. Dennington R., Keith T.A., Millam J.M. GaussView. Version 6.1. Shawnee Mission, KS: Semichem Inc., 2019.
  35. Ditchfield R., Hehre W.J., Pople J.A. // J. Chem. Phys. 1971. V. 54. № 2. P. 724. https://doi.org/10.1063/1.1674902
  36. Dunning T.H. // Ibid. 1989. V. 90. № 2. P. 1007. https://doi.org/10.1063/1.456153
  37. Schlegel H.B. // J. Comput. Chem. 1982. V. 3. № 2. P. 214. https://doi.org/10.1002/jcc.540030212
  38. Peng C., Ayala P.Y., Schlegel H.B., Frisch M.J. // Ibid. 1996. V. 17. № 1. P. 49. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-987X(19960115)17: 1<49::AID-JCC5>3.0.CO;2-0
  39. Peng C., Schlegel H.B. // Isr. J. Chem. 1993. V. 33. P. 449.
  40. Fukui K. // Acc. Chem. Res. 1981. V. 14. P. 363. https://doi.org/10.1021/ar00072a001
  41. Theory and Applications of Computational Chemistry: The First Forty Years. Eds. Dykstra C.E., Frenking G., Kim K.S., Scuseria G. Amsterdam: Elsevier, 2005. P. 195.
  42. Chen W.-Y., Nguyen T.-N., Lin M.-C.et al. // Intern. J. Chem. Kinet. 2021. V. 53. № 5. P. 646. https://doi.org/10.1002/kin.21471
  43. Falconer W.E., Sunder W.A. // Ibid. 1971. V. 3. № 6. P. 523. https://doi.org/10.1002/KIN.550030606
  44. Lee E.P.F., Wright T.G. // J. Phys. Chem. A. 1999. V. 103. № 6. P. 721. https://doi.org/10.1021/jp983236m
  45. Chicharro D.V., Marggi Poullain S., Zanchet A. et al. // Chem. Sci. 2019. V. 10. № 26. P. 6494. https://doi.org/10.1039/c9sc02140j
  46. Zhu R.S., Xu Z.F., Lin, M.C. // J. Chem. Phys. 2004. V. 120. № 14. P. 6566. https://doi.org/10.1063/1.1665370
  47. Baldwin J.E., Day L.S., Singer S.R. // J. Amer. Chem. Soc. 2005. V. 127. № 26. P. 9370. https://doi.org/10.1021/ja052678q

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Диаграмма полной энергии интермедиатов относительно i-C3H7, рассчитанная методом M062X/6-311+G(2d,p). TS1–TS6 – переходные состояния; CH3CCH3-1 и CH3CCH3-2 – два конформера диметилкарбена.

Скачать (167KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Переходное состояние реакции изомеризации i-C3H7 → n-C3H7, рассчитанное методом M062X/6-311+G(2d,p).

Скачать (52KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пространственные структуры свободных радикалов, локализованных на ППЭ системы, содержащей i-пропильный и n-пропильный радикалы. В скобках указана мультиплетность молекулярной структуры.

Скачать (92KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024