Цель настоящей работы - исследование геометрических, энергетических параметров фосфористой и метилфосфористой кислот, их димеров и комплексов с ДМФА, изучение возможности переноса протона в комплексах, сравнение полученных характеристик для фосфористой и метилфосфористой кислот, и с аналогичными данными для фосфорной кислоты, которые были рассчитаны ранее [1,2]. Расчеты были выполнены методом функционала плотности с использованием гибридного функционала B3LYP с базисным набором 6-31+G(d) с использованием пакета программ Gaussian 09 [3]. Начальные конфигурации молекул создавались в программе GaussView. При оптимизации не использовались ограничения по симметрии. Каждая полученная структура соответствует минимуму энергии и не имеет отрицательных частот в спектре. Были исследованы две конформации фосфористой кислоты, различающиеся положением атомов водорода гидроксильных групп и одна структура метилфосфористой кислоты. Также были оптимизированы структуры димеров кислот, двух комплексов H3PO3 - ДМФА и двух комплексов CH3H2PO3 - ДМФА. Установлено, что энергия межмолекулярного взаимодействия в циклических димерах кислот больше, чем в комплексах ДМФА - кислота, поскольку в циклических димерах кислоты связаны двумя водородными связями, в то время как в комплексах с ДМФА одной водородной связью. С целью изучения возможности переноса протона в комплексах, проведено сканирование поверхности потенциальной энергии. На полученных кривых не наблюдается наличия дополнительных максимумов и минимумов, соответствующих переходным состояниям и стабильным комплексам. Таким образом, перенос протона в изолированных комплексах в газовой фазе ДМФА - рассматриваемая кислота состава 1:1 невозможен.
В рассматриваемых димерах кислот и комплексах кислот с ДМФА главный вклад в межмолекулярное взаимодействие вносит водородная связь, поэтому в близких по конфигурации димерах и комплексах с ДМФА H3PO4, H3PO3 и CH3H2PO3 энергии взаимодействия и образования фактически не различаются.
1. Fedorova I.V., Krishtal’ S.P., Kiselev M.G., Safonova L.P. // Russ. J. Phys. Chem. 2006. V.80. P.S7.
2. МА Крестьянинов, М.Г. Киселев, Л.П. Сафонова. // Ж. физич. химии. 2012, т. 86, с. 1985-1992 3. M.J. Frisch, et al., Gaussian 03, Revision E.01 (Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004.)
Хатунцева Е.А. |