Неэмпирическое моделирование химических свойств сверхтяжелых элементов для фундаментальных экспериментов по их исследованиюНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
2 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. Неэмпирическое моделирование химических свойств сверхтяжелых элементов для фундаментальных экспериментов по их исследованию - второй годовой этап
Результаты этапа: Выполнено моделирование адсорбции единичных атомов Tl и At (предположительно, наиболее близких по химическим свойствам аналогов сверхтяжелого элемента 113) на поверхности золота. Для описания электронной структуры адсорбционных комплексов атомов Tl и At с кластерами золота использовались методы релятивистской теории функционала плотности (RDFT) в ее «двухкомпонентной» неколлинеарной формулировке, адаптированной к использованию модели релятивистских псевдопотенциалов. Полученные оценки энергии адсорбции составляют -2.2 +- 0.1 эВ для Tl и -1.2 +- 0.1 эВ для At. Расчет энергии адсорбции единичных атомов сверхтяжелого элемента 113 на поверхности золота был выполнен нами на прошлом этапе [A.Rusakov et al., Cent. Eur. J. Phys. 11, 1537 (2013)]. Используя экспериментальные данные об адсорбции атомов At на поверхности золота (1.52 +- 0.15 эВ [ A. Serov et. al. Radiochimica Acta, 99, 95 (2011)] оценка энергии адсорбции единичных атомов E113 на поверхности золота была уточнена и составляет -1.4 +- 0.2 эВ. Выполнено сравнительное исследование электронной структуры и свойств молекул гидроксидов сверхтяжелого элемента 113 (E113) и его ближайшего гомолога -- таллия. Основой методики решения многоэлектронной задачи при исследовании свойств молекул E113OH и TlOH было комбинирование методов RDFT со скалярно-релятивистским приближением метода связанных кластеров, в котором учитывались однократные, двукратные и, в рамках теории возмущений, трехкратные возбуждения. При помощи такой комбинированной схемы ранее были получены наиболее достоверные данные о взаимодействии атомов E113 с малыми кластерами золота [Zaitsevskii A. et al. Chem. Phys. Lett. 508, 329 (2011)] и других соединений с взаимодействием типа аурофильного. Энергия связи атома E113 с гидроксильной группой составляет лишь 2.10 эВ, тогда как аналогичная энергия в молекуле TlOH равна 3.42 эВ. При помощи моделирования электронного строения молекул простейших бинарных соединений E113 с различными легкими элементами показано, что E113 в состоянии окисления +1 в известном смысле ближе по химическим свойствам к астату, чем к таллию (так, энергия связи At--OH составляет 2.05 эВ). В термохроматографических экспериментах с астатом образования молекул AtOH обнаружено не было [Serov A. et al. // Radiochimica Acta. 99, 593 (2011)]. Изучено взаимодействие единичных атомов E113 с малыми кластерами воды и сделан вывод, что образование молекул E113OH в газовой фазе маловероятно. Выполнено кластерное моделирование адсорбции единичных атомов таллия и его катионов на поверхности кварца, в частности, для анализа проблемы потерь атомов (соединений) E113 при их транспортировке к области детектирования. В рамках предложенной нами ранее концепции «химических графов» [Демидов Ю.А., Зайцевский А.В., Радиохимия, 55(5), 385-388 (2013)] проведено сравнительное исследование свойств бинарных соединений сверхтяжелого элемента 114 и его ближайшего гомолога - свинца.
3 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Неэмпирическое моделирование химических свойств сверхтяжелых элементов для фундаментальных экспериментов по их исследованию - второй годовой этап
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".