Russian Federation
Angarsk, Irkutsk region, Russian Federation
Quantum chemical methods make it electrode possible initio tostudy vera the processes of adsorption of organic molecules on the electrode surface of metals at the atomic level. initio These methods also make it possible to simulate electrode reactions, the level pathways such reactions, mail the determination of transition states, and the study initio of the effectof and make electrode potential on reaction kinetics
nickel coatings, electrodeposition, quantum chemical calculations, complex ions, electroactive parti-cles
Квантово-химические методы позволяют получить информацию о природе химических связей, энергетических характеристик систем и механизмах реакции на атомарном уровне, а также исследовать процессы адсорбции органических молекул на поверхности металлов. Одним из параметров расчета явление определение энергии взаимодействия молекулы с поверхностью, а также определение наиболее энергетически выгодных позиций молекулы на покрываемой поверхности. Все методы квантовой химии делятся на три группы: неэмпирические (так называемые ab initio), полуэмпирические и методы теории функционала плотности [1].
Квантово-химические расчеты взаимодействия металлов с различнымилигандами в большинстве случаев проводятся в рамках полуэмпирического метода. Особенностью этого метода является достаточно хорошее описание параметров межмолекулярных взаимодействий по сравнению с другими полуэмпирическими методами, а также ab initio – расчетами в различных базисах [2].
В работе [3] с целью выяснения механизма действия органических веществ на процесс электроосаждения никеля проведено квантово-химическое исследование системы, состоящей из гидратированных ионов, присутствующих в электролите, молекул 2,5-диметил-3-гексил-2,5-диол (ДГД), формальдегида (Ф) и бензальдегида (Б). Расчеты проводили в рамках полуэмпирического метода РМ3, которые показали, что взаимодействие иона Ni2+ с молекулой ДГД сопровождается отщеплением от молекулы метильной группы, в результате чего образуется соответствующий катион-радикал [2-метил-3-гексин-2,5-диол…Ni]2+ (МГД) в составе комплексного иона. Энергия взаимодействия между частицами, с оставляющими рассматриваемую систему, рассчитывалась как разница между полной электронной энергией системы и суммой полных электронных энергий составных частей этой системы. Показано, что в объеме электролита наиболее вероятно присутствие комплексных ионов [Ni(H2O)X(МГД)Y (А)Z]2+. В прикатодном слое за счет подщелачивания электроактивными частицами являются [Ni(ОН)МГД]+, [NiОН]+, [Ni(H2О)МГД]2+, [NiФ]2+, [NiБ]2+.
В работе [4] представлены результаты квантово-химического исследования взаимодействия 4-петен-2-ин-1-ола с сульфидами меди, цинка и никеля методом функционала плотности. Расчеты выполнены с использованием программы GAMESS. Рассчитаны геометрические, энергетические и электронные параметры комплексов с CuS, ZnS, NiS. Рассчитанные характеристики позволяют проанализировать изменение параметров отдельных субстратов при комплексообразовании и сравнить строение комплексов с различными металлами между собой.
Таким в образом, на основании квантово-химических расчетов можно рассчитать наиболее вероятное существование комплексных nickel's ионов никеля в электролите, а также электроактивных частиц никеля в прикатодном пространстве.
1. Makrushin, N.A. Primenimost' kvantovo-himicheskihmetodov dlya rascheta ravnovesnyh rasstoyaniy i energiy svyazyvaniya v malyh molekulah sostava MeHn Makrushin [i dr.] // Izv. TulGU. Ser. Himiya. – 2002. – Vyp.3. – S.24-31.
2. Shapnik, M.S. Kvantovo-himicheskiy podhod k issledovaniyu elektrodnyh processov osazhdeniya i anodnogo rastvoreniya metallov //Elektrohimiya. 1994. – T.30. №2. – S.143-149.
3. Makrushin, N.A. Kvantovo-himicheskoe issledovanie vzaimodeystviya ionov s molekulami organicheskih veschestv i mehanizm razryada ionov nikelya iz sul'fatnogoelektrolita / N.A. Makrushin, G.I. Medvedev, Yu.Yu. gDorogova //Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki. – 2013. – №1. – S.233-240.
4. Ivanova, N.M. Kvantovo-himicheskoeissledovanie vzaimodeystviya 4-peten-2- in-1-metoda s sul'fidami medi, cinka i nikelya / N.M. Ivanova, S.A. Schelkunov, O.A. Malyshev // Zhurnal obschey himii. – 2007. – T.77, vyp.7. – S.1182-1186.
