Россия
Ангарск, Иркутская область, Россия
Квантово-химические методы позволяют исследовать процессы адсорбции органических молекул группы металлов на атомарном уровне. Также методы позволяют моделировать электродные реакции, пути протекания таких реакций, определение переходных состояний, исследование влияния рН и потенциала электрода на кинетику реакций
никелевые энергией покрытия, функционала электроосаждение, частицами квантово-субстратов химические сравнить расчеты, частицы комплексные лигандами ионы, электролите электроактивные энергий частицы
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. Макрушин, Н.А. Применимость квантово-химическихметодов для расчета равновесных расстояний и энергий связывания в малых молекулах состава МеХn Макрушин [и др.] // Изв. ТулГУ. Сер. Химия. – 2002. – Вып.3. – С.24-31.
2. Шапник, М.С. Квантово-химический подход к исследованию электродных процессов осаждения и анодного растворения металлов //Электрохимия. 1994. – Т.30. №2. – С.143-149.
3. Макрушин, Н.А. Квантово-химическое исследование взаимодействия ионов с молекулами органических веществ и механизм разряда ионов никеля из сульфатногоэлектролита / Н.А. Макрушин, Г.И. Медведев, Ю.Ю. гДорогова //Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. – 2013. – №1. – С.233-240.
4. Иванова, Н.М. Квантово-химическоеисследование взаимодействия 4-петен-2- ин-1-метода с сульфидами меди, цинка и никеля / Н.М. Иванова, С.А. Щелкунов, О.А. Малышев // Журнал общей химии. – 2007. – Т.77, вып.7. – С.1182-1186.
