Квантовохімічне моделювання міжмолекулярної взаємодії фулереноподібних молекул діоксиду силіцію (SiO2)n(H2O)n/2

O. V. Filonenko; M. I. Terebinska; V. V. Lobanov

O. V. Filonenko Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
M. I. Terebinska Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
V. V. Lobanov Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України

Анотація

Подані результати квантовохімічних розрахунків (ТФГ, B3LYP, 3-21G) просторової структури та енергії утворення димерів сферичної фулереноподібної молекули діоксиду силіцію (SiO₂)₂₀(H₂O)₁₀. Показано, що найбільш стійким є комплекс, існування якого обумовлено 10 водневими зв’язками між силанольними групами мономерних молекул. Кожна силанольна група діє як донор електронної густини і протона. Утворення ковалентних зв’язків між мономерними молекулами (одного чи п’яти) з відщепленням відповідної кількості молекул води є ендотермічним процесом.

Посилання

Singho N.D., Johan M.R. Complex impedance spectroscopy study of silica nanoparticles via sol-gel method // Int. J. Electrochem. Sci. – 2012. – V. 7. – P. 5604–5615.

Hentze H.-P., Raghavan S.R., McKelvey C.A., et al. Silica hollow spheres by templating of catanionic vesicles // Langmuir. – 2003. – V. 19, N 4. – P. 1069–1074.

Mokoena E.M., Datye A.K., Coville N.J. A systematic study of the use of DL-tartaric acid in the synthesis of silica materials obtained by the sol-gel method // Journal of sol-gel science and technology. – 2003. – V. 28, N 3. – P. 307–317.

Tong L., Gattass R.R., Ashcom J.B., et al. Subwavelength-diameter silica wires for low-loss optical wave guiding // Nature. – 2003. – V. 426, N 6968. – P. 816–818.

Glinka Y.D. Two-photon-excited luminescence and defect formation in SiO₂ nanopaticles induced by 6.4-eV ArF laser light // Phys. Rev. B. – 2000. – V. 62, N 2. –P. 4733–4743.

Altman I.S., Lee D., Chung J.D., et al. Light absorption of silica nanoparticles // Phys. Rev. B. – 2001. – V. 63, N 16. – P. 161402-1–161402-4.

Zhang X.-Q., Trinh T.T., Santen R.A. et al. Mechanism of the initial stage of silicate oligomerization // J. Am. Chem. Soc. – 2011. – V. 133. – P. 6613–6625.

Trinh T.T., Jansen A.P., Santen R.A. et al. Effect of counter ions on the silica oligomerization reaction // Chem. Phys. Chem. – 2009. – V. 10, N 11. – P. 1775–1782.

Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема. – Москва: Академкнига, 2004. – 201 с.

Cheng W.‑D., Xiang K.-H., Pandey R., et al. Calculation of linear and nonlinear optical properties of H-Silsesquioxanes // J. Phys. Chem. B. – 2000. – V. 104, N 29 – P. 6737–6742.

Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A., et al. General atomic and molecular electronic structure system // J. Comput. Chem. – 1993. – V. 14, N 11. – P. 1347–1363.

Chu T.S., Zhang R.Q., Cheung H.F. Geometric and electronic structures of silicon oxide clusters // J. Phys. Chem. B. – 2001. – V. 105, N 9. – P. 1705–1709.

Nayak S.K., Rao B.K., Khanna S.N., et al. Atomic end electronic structure of neutral and charged Si_nO_m clusters // J. Chem. Phys. – 1998. – V. 109, N 4. – P. 1245–1250.

Масалов В.М., Сухинина Н.С., Емельченко Г.А. Наноструктура частиц диоксида кремния, полученных многоступенчатым методом Штобера-Финка-Бона // Хімія, фізика та технологія поверхні. – 2011. – Т. 2, № 4. – С. 373–384.