ОХНМЖурнал общей химии Russian Journal of General Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-460X
  • ISSN (Online) 3034-5596

Расчет энтальпии образования и константы ионного равновесия органических веществ методами квантовой химии

Код статьи
10.31857/S0044460X23110094-1
DOI
10.31857/S0044460X23110094
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 93 / Номер выпуска 11
Страницы
1722-1735
Аннотация
С использованием композитных методов квантово-химических расчетов и метода атомизации выполнены расчеты энтальпии образования для тестового набора из 79 соединений с точностью 3.8, 4.5, 4.7 кДж/моль для методов G4, G4MP2, CBS-QB3 соответственно. По результатам статистического анализа отклонений теоретических значений от экспериментальных выявлено присутствие ошибок, возникающих на этапе оптимизации геометрии из-за неучтенных в расчете корреляционных эффектов. Для алифатических аминов и спиртов из рассматриваемого набора соединений были рассчитаны показатели констант ионного равновесия для водных растворов методом G4 с учетом влияния растворителя по модели CPCM. Выявлено существование корреляции между величиной ошибки расчета p K a и разницами в значениях энергий высшей занятой и низшей незанятой молекулярных орбиталей для сопряженных кислотной и основной форм в фазе раствора. Предложена методика уточнения результатов расчета, с использованием которой величины p K a для 20 аминов и 20 спиртов были определены с точностью 0.67 и 0.87 единиц p K a соответственно.
Ключевые слова
Дата публикации
15.11.2023
Год выхода
2023
Всего подписок
0
Всего просмотров
28

Библиография

  1. 1. Брусина М.А., Лысова С.С., Оскорбин А.А., Рамш С.М. // ЖОХ. 2023. Т. 93. № 5. С. 717
  2. 2. Brusina M.A., Lysova S.S., Oskorbin A.A., Ramsh S.M. // Russ. J. Chem. 2023. Vol. 93. N 5. P. 717. doi 10.31857/S0044460X23050074
  3. 3. Alongi K.S., Shields G.S. // Annu. Rep. Comput. Chem. 2010. Vol. 6. P. 113. doi 10.1016/S1574-1400(10)06008-1
  4. 4. Curtiss L.A., Redfern P.C., Raghavachari K. // J. Chem. Phys. 2007. Vol. 126. N 8. P. 84108. doi 10.1063/1.2436888
  5. 5. Curtiss L.A., Redfern P.C., Raghavachari K. // J. Chem. Phys. 2007. Vol. 127. N 12. P. 124105. doi 10.1063/1.27707014.cbs-qb3
  6. 6. Montgomery J.A., Frisch M.J., Ochterski J.W., Petersson G.A. // J. Сhem. Phys. 1999. Vol. 110. N 6. P. 2822. doi 10.1063/1.477924
  7. 7. Narayanan B., Redfern P.C., Assary R.S., Curtiss L.A. // Chem. Sci. 2019. Vol. 10. N 31. P. 7449. doi 10.1039/C9SC02834J
  8. 8. He X., Zhang J., Gao H. // Int. J. Quantum Chem. 2012. Vol. 112. N 6. P. 1688. doi 10.1002/qua.23163
  9. 9. Dorofeeva O.V., Filimonova M.A., Marochkin I.I. // J. Chem. Eng. Data. 2019. Vol. 64. N 12. P. 5630. doi 10.1021/acs.jced.9b00680
  10. 10. Dorofeeva O.V., Filimonova M.A. // J. Chem. Thermodynamics. 2020. Vol. 145. P. 106092. doi 10.1016/j.jct.2020.106092
  11. 11. da Silva G., Bozzelli J.W. // J. Phys. Chem. 2006. Vol. 110. N 48. P. 13058. doi 10.1021/jp063772b
  12. 12. Liptak M.D., Shields G.C. // J. Am. Chem. Soc. 2001. Vol. 123. N 30. P. 7314. doi 10.1021/ja010534f12.
  13. 13. Liptak M.D., Gross K.C., Seybold P.G., Feldgus S., Shields G.C. // J. Am. Chem. Soc. 2002. Vol. 22. N 124. P. 6421. doi 10.1021/ja012474j
  14. 14. Casasnovas R., Frau J., Ortega-Castro J., Salva A., Donoso J., Munoz F. // J. Mol. Struct. 2009. Vol. 912. N 1. P. 5. doi 10.1016/j.theochem.2008.11.020
  15. 15. Kallies B., Mitzner R. // J. Phys. Chem. 1997. Vol. 101. N 15. P. 2959. doi 10.1021/jp962708z
  16. 16. Busch M., Ahlberg E., Ahlberg E., Laasonen K. // ACS Omega. 2022. Vol. 7. N 20. P. 17369. 10.1021/acsomega.2c01393
  17. 17. Karton, A. // WIREs Comput. Mol. Sci. 2016. Vol. 6. N 3. P. 292. doi 10.1002/wcms.1249
  18. 18. Casanovas R., Ortega-Castro J., Frau J., Donoso J., Munoz F. // Int. J. Quantum Chem. 2014. Vol. 114. N 20. P. 1350. doi 10.1002/qua.24699
  19. 19. Lewars E.G. Computational Chemistry. Introduction to the Theory and Applications of Molecular and Quantum Mechanics. Dordrecht: Springer, 2011. 728 p.
  20. 20. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery Jr.J.A., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Keith T., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M., Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas O., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J., Gaussian 09, Gaussian Inc., Wallingford CT, 2013.
  21. 21. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А., Хачкурузов Г.А., Юнгман В.С., Бергман Г.А., Байбуз В.Ф., Иориш В.С., Юрков Г.Н., Горбов С.И., Назаренко И.И., Дорофеева О.В., Куратова Л.Ф., Осина Е.Л., Гусаров А.В., Леонидов В.Я., Пржевальский И.Н., Рогацкий А.Л., Ефремов Ю.М., Рябова В.Г., Зицерман В.Ю., Хайт Ю.Г., Шенявская Е.А., Ефимов М.Е., Кулемза В.А., Ходеев Ю.С., Томберг С.Э., Вдовин В.Н., Якобсон А.Я., Демидова М.С. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. / Под ред. В.П. Глушко. М.: Наука, 1979-1982. Т. 1. 440 c.
  22. 22. Active Thermochemical Tables (ATcT), Version 1.122d, 2022.
  23. 23. NIST Chemistry Webbook, NIST Standard Reference Database Number 69, 2023.
  24. 24. Verevkin S.P., Emel'yanenko V.N., Notario R., Roux M.V., Chickos J.S., Liebman J.F. // J. Phys. Chem. Lett. 2012. Vol. 3. N 23. P. 3454. doi 10.1021/jz301524c
  25. 25. National Library of Medicine. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  26. 26. Thapa B. and Schlegel B.H. // J. Phys. Chem. (A). 2017. Vol. 121. N 24. P. 4698. doi 10.1021/acs.jpca.7b03907
  27. 27. Haynes W.M., Lide D.R., Bruno T.J. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton: CRC Press LLC, 2014. 2666 p.
  28. 28. Болч Б., Хуань К.Дж. Многомерные статистические методы для экономики: Пер. с англ. М.: Статистика, 1979. 317 с.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека