Модель межмолекулярного взаимодействия общего типа между молекулой и жидкой фазой, основанная на теории обобщенных зарядов
Аннотация
В рамках проблемы моделирования методов высокоэффективной хроматографии предлагаемая статья посвящена обоснованию тех аспектов теории межмолекулярного взаимодействия, которые важны для описания селективности хроматографических неподвижных фаз и, в конечном счете, для априорного расчета хроматографического удерживания. Дается краткое изложение теории обобщенных зарядов, ее приложения для межатомных связей (гомополярная и донорно-акцепторная связи) и межмолекулярных сил (неэмпирическое представление потенциала Леннард-Джонса). Приводится описание водородной связи как связи гидридов без электронного обмена и соответствующего разделения зарядов. Каждый раздел теории прошел проверку экспериментальными данными, результаты которой приведены в литературных ссылках и частично представлены в статье. Энергия межмолекулярного взаимодействия согласно предложенной модели содержит три независимые группы величин, описывающих неполярные, полярные силы и водородные связи. Каждая из сил представлена своим молекулярным дескриптором – соответственно обобщенным зарядом, дипольным моментом и двумя числами, отражающими способность молекулы быть донором или акцептором водородной связи. С помощью теории обобщенных зарядов получены связи «структура - свойство» для всех составляющих энергии межмолекулярного взаимодействия. В частности, описан вклад водородной связи в общую энергию межмолекулярного взаимодействия как произведение пороговой величины, имеющей квантово-механическую природу, и вероятности правильного расположения взаимодействующих молекул. Указанная вероятность определяется как вероятность попадания системы взаимодействующих молекул в узкий потенциальный колодец и выражается через параметры молекулярной структуры. Развитая модель успешно применена для априорной оценки теплоты парообразования воды, спиртов и кислот, что послужило проверке разработанного подхода
Скачивания
Литература
Dolgonosov A.M., Prudkovskiy A.G., J. Anal. Chem., 2002, Vol. 57, pp. 1089-1096. 2. Dolgonosov A.M., Prudkovskiy A.G., Kolotilina N.K., J. Anal. Chem. 2007, Vol. 62, pp. 1046-1054. 3. Dolgonosov A.M., Prudkovskiy A.G., Doklady Chem., 2013, Vol. 449, Part 1, pp. 8993. 4. Tsirel’son V.G. Kvantovaya khimiya. Molekuly, molekulyarnye sistemy I tverdye tela, M., BINOM, 2012, 496 p. 5. Kaplan I.G., Intermolecular Interactions: Physical Picture, Computational Methods, and Model Potentials. Wiley, 2006, 394 p. 6. Hobza P., Annual Rep. Prog. Chem. Sect., 2004, Vol. 100, pp. 3-10. 7. Dolgonosov A.M., Rus. J. Phys. Chem., 2001, Vol. 75, pp. 1659-1666. 8. Dolgonosov A.M., Prudkovskiy A.G., Rudenko B.A., 100 let khromatografii, Ed.: B.A. Rudenko, M., Nauka, 2003, pp. 269-310. 9. Landau L.D., Lifshitz E.M., Quantum Mechanics, 3rd Edition, Non-Relativistic Theory. Butterworth-Heinemann, 1981. 689 p. 10. Theory of the inhomogeneous electron gas, Ed.: S. Lundqvist and N.H. March. New York, Plenum Press, 1983. 390 p. 11. Koch W., Holthausen M. C., A Chemist’s Guide to Density Functional Theory. Second Edition, 2001, Wiley-VCH Verlag GmbH, 293p. 12. Dolgonosov A.M., Model’ elektronnogo gaza i teoriya obobschennykh zaryadov dlya opisaniya mezh’atomnyh sil I adsorbtsii. (Model of Electron Gas and Theory of Generalized Charges for Describing Inter-Atomic Forces and Adsorption (Rus.)). M., LIBROKOM, 2009, 176 p. 13. Mott N.F., Proc. Camb. Phil. Soc., 1936, Vol. 32, pp. 281-290. 14. Dolgonosov A.M., Russian Journal of Physical Chemistry A, 2008, Vol. 82, No 12, pp. 2079-2084.
Dolgonosov A.M., Rus. J. Phys. Chem., 2002, Vol.76, pp. 1659-1666 16. Dolgonosov A.M., Rus. J. Inorg. Chem., 2017, Vol. 62, pp. 344-350. 17. Dolgonosov A.M., Rus. J. Inorg. Chem., 2015, Vol. 60, pp. 194-197. 18. Molekulyarnye postoyannye neorganicheskikh soedineniy: Spravochnik, Ed.: Krasnov K.S. Leningrad, Khimiya. 1979, 448 p. 19. Dolgonosov A.M., Rus. J. Inorg. Chem., 2019, Vol. 64, pp.488-495. 20. Dolgonosov A.M., J. Struct. Chem., 2019, Vol. 60, pp. 1693-1702. 21. Raevskiy O.A., Russian Chemical Reviews, 1999, Vol. 68, pp. 505-524. 22. Dolgonosov A.M., J. Struct. Chem., 2020, Vol. 61, pp. 1107-1120. 23. Dolgonosov A.M., Prudkovskiy A.G., Rus. J. Phys. Chem., 2008, Vol. 82, pp. 812820. 24. Zaitceva E.A., Dolgonosov A.M., Sorptsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2019, Vol. 19, pp. 525-541. 25. Dolgonosov A.M., Rus. Chem. Bul., 2016, Vol. 65, pp. 952-963. 26. Sokolov N.D., Uspekhi Fizicheskikh Nauk (Soviet Physics-Uspekhi), 1955, Vol. 57, pp. 205-278. 27. Curtiss L.A., Frurip D.J., Blander M., J. Chem. Phys., 1979, Vol. 71, pp. 2703-2711. 28. Provencal R.A., Casaes R.N., Roth K.et al., J. Phys. Chem. A, 2000, Vol. 104, pp. 14231429. 29. Claguet A.D.H., Bernstein H.J., Spectrochim. Acta, 1969, 25A, 593 p. 30. Kollipost F., Wugt Larsen R., Domanskaya A.V., Nörenberg M., Suhm M.A., J. Chem. Phys., 2012, Vol. 136, pp. 151101153101. 31. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Ed. D.R. Lide, Internet Version, http://www.hbcpnetbase.com, CRC Press, Boca Raton, FL, 2005
