| 1 |
1 января 2008 г.-31 декабря 2008 г. |
Комплексный структурно-динамический анализ нежестких многоатомных молекул. Развитие теоретических и экспериментальных методов на основе параметров внутримолекулярной функции потенциальной энергии |
| Результаты этапа: Разработан формализм определения погрешностей и статистической проверки гипотез на основе экспериментальных электронографических данных со значительной долей систематической невязки.
Выполнены исследования методического характера в плане проверки линейности характеристик, зашумленности, постороннего зарегистрированного сигнала, возможных дефектов самого носителя фотопленок KODAK Electron Microscope Film 4489 и осуществлен переход на них для выполнения электронографических экспериментов.
Выполнены комплексные структурно-динамические исследования и получены новые результаты по строению и внутримолекулярной динамике 2-хлор-3-нитротиофена и предварительные для 3-нитростирена.
Выполнены квантовохимические исследования структурных и динамических характеристик димеров ацетата, фторацетата, ди- и трифторацетата серебра (I), мономера и димера трифторацетата калия и цезия, трифторплюмбата цезия, октаэтиопорфирина меди.
Изучена связь мгновенных моментов инерции волчков молекулы с ее полным моментом инерции, определяющим динамику вращательного движения молекулы и Внесен вклад в развитие теории крутильно-вращательных состояний и спектров многоатомных молекул, содержащих несколько волчков. Получена интерполяционная формула для вычисления статсуммы вращательных состояний молекул.
Решена задача о внесении искажений в дифракционную картину вследствие значительного кулоновского взаимодействия в электронных сгустках пикосекундной длительности, применяемых в методе электронографии с временным разрешением, и влиянии этих искажений на точность определения структурных параметров исследуемых молекулярных мишеней. |
| 2 |
1 января 2009 г.-31 декабря 2009 г. |
Комплексный структурно-динамический анализ нежестких многоатомных молекул. Развитие теоретических и экспериментальных методов на основе параметров внутримолекулярной функции потенциальной энергии |
| Результаты этапа: Завершены комплексные исследования структуры и внутримолекулярной динамики 2-метил-2-нитропропана, 2-хрор-3-нитротиофена. Выполнено сопоставление структурных и динамических параметров в ряду нитроэтан – 2-нитропропан – 2-метил-2-нитропропан. Предприняты дополнительные исследования особенностей внутримолекулярной динамики нитроэтана и приведены объяснения и иллюстрации необычного соотношения амплитуд колебаний межъядерных расстояний, явно зависящих от процесса внутреннего вращения в этой молекуле.
Рассмотрена структура и динамика олигомеров монофторацетата Ag, которые могут служить моделью наноструктур и основой для расчетов кристаллической фазы. Завершены исследования структуры мономеров и димеров фторированных ацетатов Ag.
В рамках совместных исследований с кафедрой аналитической химии МГАТХТ по изучению газочувствительных свойств металлопорфиринов, являющихся чувствительными элементами портативных сенсоров, выполнены квантовохимические расчеты структуры, динамики, механизма взаимодействия фталоцианина свинца и этиопорфиринов меди и кобальта с водой и аммиаком.
Выполнен теоретический анализ эффективности разработанной конструкции при съемках электронограмм в области низких давлений – порядка 0,001 мм.рт.ст. Созданная конструкция кольцевого испарителя может быть применена для исследования труднолетучих и термически неустойчивых соединений, для которых не удается выполнить съемки электронограмм с помощью традиционных устройств.
Доказана теорема о виде матрицы масштабирующих коэффициентов для масштабирования квантовохимических силовых полей в декартовых координатах. Указанный подход позволяет вводить различные ограничения на масштабирующие множители при этом избежать построения системы естественных координат.
Процедура проиллюстрирована на примере расчетов для молекул хлороформа и пиразина может найти применение для очень сложных многоатомных молекул.
Получено обобщенное представление статсуммы, которая вычисляется на основе интегрального уравнения с функцией Грина уравнения теплопроводности. При разложении колебательного потенциала в ряд или его аппроксимации комбинацией степенных ангармонических потенциалов и потенциалов Морзе получается прямая связь статсуммы с параметрами потенциала молекулы. Знание статсуммы молекулярного газа позволяет попутно дать выражения для термических средних колебательных координат молекул в рамках ангармонических моделей колебаний молекул
Исследована возможность применения методов газовой электронографии для анализа нанокристаллов и определения размеров наночастиц. Для определения зависимости дифракционной картины от размера наночастиц были проведены модельные расчеты, в которых величина нанокристалла могла варьироваться от единиц до десятков тысяч атомов углерода (что приблизительно соответствует верхнему пределу размеров частиц в сотни нанометров). |
| 3 |
1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. |
Комплексный структурно-динамический анализ нежестких многоатомных молекул. Развитие теоретических и экспериментальных методов на основе параметров внутримолекулярной функции потенциальной энергии |
| Результаты этапа: Завершена серия запланированных комплексных исследований структуры и внутримолекулярной динамики ряда нитросоединений и нежестких молекул различных классов с разными типами движений большой амплитуды. На основе обобщения полученного материала руководителем проекта Ю.И.Тарасовым подготовлена диссертация «Взаимосвязь поверхности потенциальной энергии и структуры молекул в газовой электронографии равновесных и неравновесных ансамблей», представленная на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 02.00.04 – Физическая химия.
Разработан формализм определения погрешностей и статистической проверки гипотез на основе экспериментальных электронографических данных со значительной долей систематической невязки.
Разработаны новые теоретические подходы к исследованию псевдовращения в пентакоординационных соединениях.
Выполнен обзор проблем, с которыми сталкивается электронографический структурный анализ нежестких молекул, сопоставление способов решения этих вопросов, применяемых в различных методиках структурного анализа, и сравнение получаемых результатов.
Решена задача о внесении искажений в дифракционную картину вследствие значительного кулоновского взаимодействия в электронных сгустках пикосекундной длительности, применяемых в методе электронографии с временным разрешением, и влиянии этих искажений на точность определения структурных параметров исследуемых молекулярных мишеней.
Исследована возможность применения методов газовой электронографии для анализа нанокристаллов и определения размеров наночастиц. Для определения зависимости дифракционной картины от размера наночастиц были проведены модельные расчеты, в которых величина нанокристалла могла варьироваться от единиц до десятков тысяч атомов углерода (что приблизительно соответствует верхнему пределу размеров частиц в сотни нанометров).
Выполнен теоретический анализ эффективности разработанной конструкции при съемках электронограмм в области низких давлений – порядка 0,001 мм.рт.ст. Созданная конструкция кольцевого испарителя может быть применена для исследования труднолетучих и термически неустойчивых соединений, для которых не удается выполнить съемки электронограмм с помощью традиционных устройств.
Выполнены исследования методического характера в плане проверки линейности характеристик, зашумленности, постороннего зарегистрированного сигнала, возможных дефектов самого носителя фотопленок KODAK Electron Microscope Film 4489 и осуществлен переход на них для выполнения электронографических экспериментов.
Методами квантовой химии изучены структурные и динамические характеристики олигомеров ацетата, фторацетата, ди- и трифторацетата серебра (I), которые могут служить моделью наноструктур и основой для расчетов кристаллической фазы, а также мономера и димера трифторацетата калия и цезия, трифторплюмбата цезия.
В рамках совместных исследований с кафедрой аналитической химии МГАТХТ по изучению газочувствительных свойств металлопорфиринов, являющихся чувствительными элементами портативных сенсоров, выполнены квантовохимические расчеты структуры, динамики, механизма взаимодействия фталоцианина свинца и этиопорфиринов меди и цинка с водой и аммиаком.
Доказана теорема о виде матрицы масштабирующих коэффициентов для масштабирования квантовохимических силовых полей в декартовых координатах. Указанный подход позволяет вводить различные ограничения на масштабирующие множители при этом избежать построения системы естественных координат. Процедура проиллюстрирована на примере расчетов для молекул хлороформа и пиразина; может найти применение для очень сложных многоатомных молекул.
Изучена связь мгновенных моментов инерции волчков молекулы с ее полным моментом инерции, определяющим динамику вращательного движения молекулы и Внесен вклад в развитие теории крутильно-вращательных состояний и спектров многоатомных молекул, содержащих несколько волчков. Получена интерполяционная формула для вычисления статсуммы вращательных состояний молекул.
Получено обобщенное представление статсуммы, которая вычисляется на основе интегрального уравнения с функцией Грина уравнения теплопроводности. При разложении колебательного потенциала в ряд или его аппроксимации комбинацией степенных ангармонических потенциалов и потенциалов Морзе получается прямая связь статсуммы с параметрами потенциала молекулы. Знание статсуммы молекулярного газа позволяет попутно дать выражения для термических средних колебательных координат молекул в рамках ангармонических моделей колебаний молекул.
Подготовлен интернет-ресурс http://ed-lab.narod.ru , на котором представлено разработанное участниками проекта программное обеспечение и документация по его использованию. |
