КВАНТОВО-ХІМІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ КЛАСТЕРІВ ОРТОСИЛІКАТНОЇ КИСЛОТИ З ДЕЯКИМИ КИСЛОТАМИ У ВОДНОМУ РОЗЧИНІ

Abstract

У роботі проводилось теоретичне дослідження на рівні DFT, де було показано енергетичні параметри водневих зв’язків для кластерів складу H4SiO4 · L, де L – H2O, CH3SO3H, CH3SO3−, H3PO4, H2PO4−, HPO42−, PO43−, HSO4−, SO42−, та їх реакції приєднання, обміну з відповідними константами рівноваги. Було показано, що стабільність молекули H4SiO4 підвищується в ряду HSO4−< CH3SO3− < H2PO4− < SO42−< PO43−< HPO43−. Встановлено, що найбільша стійкість молекули H4SiO4 спостерігається в присутності аніону HPO43−, в якості ліганду. Аналіз розрахунків показав, що з підвищенням ступеня дисоціації лігандів спостерігається нелінійна тенденція зміни енергії зв’язування водневих зв’язків в залежності від природи самого ліганду. Показано, що всі досліджувані кислоти утворюють по два водневі зв’язки з OH-групами ортокремнієвої кислоти. Показані залежності вільної енергії Гіббса від сумарного заряду ортофосфатної кислоти та сумарної енергії зв’язування міжмолекулярних водневих зв’язків від вільної енергії Гіббса реакції утворення кластерів з аніонами ортофосфатної кислоти. Показано особливості зв’язування центру Бренстеда на прикладі кластеру [H5SiO4+ · CH3SO3−].