Научный руководитель: в.н.с. ГНЦ РФ НИФХИ им. Л.Я. Карпова Дзябченко А.В., куратор — Колясников О.В.

Данченко 1 Данченко 2 Данченко 3 Данченко 4 Данченко картинка

Предсказание кристаллической упаковки молекул путем минимизации потенциальной энергии является средством изучения трехмерного строения и физико-химических свойств твердых веществ и материалов в условиях, недоступных для структурного эксперимента и, одновременно, наиболее эффективным способом проверки модельных теорий межмолекулярных взаимодействий путем сравнения расчета с экспериментом. Целью данной работы являлось освоение комплекса вычислительных программ и проведение расчетно-теоретического исследования молекулярного и кристаллического строения ряда органических соединений: ацетонитрил, формальдегид, ацетон, уксусная кислота, бензол, хлороформ, диоксан, тетрагидрофуран, толуол, этилацетат и диметилсульфоксид, структуры кристаллов которых известны из эксперимента при низкой температуре. Работа включала следующие этапы:

(1) Расчет оптимальной геометрии молекул и молекулярного электростатического потенциала (МЭП) неэмпирическим методом Хартри-Фока с базисом ‘6-31G(d,p)’:

(2) Оптимизация моделей эффективных зарядов (ЭЗ) путем аппроксимации МЭП аналитическим потенциалом точечных зарядов по программе FitMEP [1].

(3) Оптимизация параметров кристаллических структур по программе PMC [2] с применением разных моделей ЭЗ для оценки влияния их качества на точность предсказания кристаллической структуры.

В результате работы установлено, что наиболее точной — как в отношении точности воспроизведения МЭП, дипольного и мультипольного моментов молекулы, так и в отношении близости предсказанной структуры к наблюдаемой в эксперименте, является модель вспомогательных заряженных центров (BSC), координаты которых оптимизированных в объеме молекулы, BSC. Использование её позволит точно предсказывать структуры еще не исследованных экспериментально веществ.

Список литературы:

  1. Дзябченко А.В. Мультипольная аппроксимация электростатического потенциала молекул. – Ж. физической химии, 2008, 82, 875-884.
  2. Дзябченко А.В. От молекулы к твердому телу: предсказание структур органических кристаллов. – Ж. физической химии, 2008, 82 с.

презентация