ВЗАЄМОДІЯ КВІНТЕТНОГО КИСНЮ O2(5Пg) З БЕНЗОЛОМ У ФАЗІ РОЗРІДЖЕННОГО ГАЗУ
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Молекула кисню відіграє важливу роль у біосфері. O2 бере участь у респіраторно-аеробних процесах життя, захищає живі організми від жорсткої сонячної радіації, відповідає за процеси горіння та повільного окислення. Деталі багатьох хімічних і фізичних явищ за участю молекули O2 пов’язані з наявністю низько-енергетичних синглетних збуджених станів, відмінного від нуля магнітного моменту в основному триплетному стані та метастабільного квінтетного стану молекули кисню. Електронні переходи між цими станами в наближенні електричного диполя суворо заборонені спіном, проекцією орбітального кутового моменту і парністю. Також досі не вивчена делокалізація зміни густини π-електронів внаслідок зіткнення ароматичних молекул з метастабільним O2*. Такі дослідження можуть допомогти зрозуміти механізм переносу енергії при взаємодії між ароматичними молекулами та О2(5Пg). Тому ми вивчаємо властивості комплексу O2(5Пg) + C6H6, оскільки бензол є ароматичною молекулою з високою поляризуємістю. У нашій роботі представлено дослідження взаємодії O2(5Пg) з молекулою бензолу за допомогою потужного підходу UB3LYP/6-311++G(d,p) за методом DFT. Ми почали з дуже великої відстані зіткнення в 3 Å і проводили оптимізацію геометрії, поки не отримали щільно зв’язаний продукт приєднання. Це призводить до утворення двох нових зв’язків C-O˙ в асоціаті молекули O2(5Пg) і бензолу без бар’єру. Використовуючи такий простий підхід, ми змогли очистити функцію стану конфігурації, яка є складною багатоелектронною проблемою, що виникає на обчислювальному рівні першого принципу. Зібрані результати дуже важливі для оцінки впливу кисню на ароматичну та реакційну здатність бензолу та інших органічних ненасичених речовин.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
Lednyts’kyy O., von Savigny C. (2020). Photochemical modeling of molecular and atomic oxygen based on multiple nightglow emissions measured in situ during the Energy Transfer in the Oxygen Nightglow rocket campaign. Atmos. Chem. Phys., 20, 2221−2261. https://doi.org/10.5194/acp-20-2221-2020
McDade I. C. (1998). The photochemistry of the MLT oxygen airglow emissions and the expected influences of tidal perturbations. Adv. Space Res., 21, 787−794. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(97)00674-1
Huestis D. L., Chang B.-Y., Cosby P. C., Bressler C. G., Copeland R. A. (1999). Spectroscopy of the 5Πg State of O2. Transactions of the American Geophysical Union, 80, F780. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2004.01.013
Minaev B. F., Panchenko A. A. (2020). New Aspects of the Airglow Problem and Reactivity of the Dioxygen Quintet O2(5Πg) State in the MLT Region as Predicted by DFT Calculations. J. Physical Chemistry A, 124(46), 9638–9655. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.0c07310
Slanger T. G., Copeland R. A. (2003). Energetic Oxygen in the Upper Atmosphere and the Laboratory. Chem. Rev, 103, 4731−4766. https://doi.org/10.1021/cr0205311
Minaev B. F. (1999). The Singlet–Triplet Absorption and Photodissociation of the HOCl, HOBr, and HOI Molecules Calculated by the MCSCF Quadratic Response Method. J. Phys. Chem. A, 103, 7294−7309. https://doi.org/10.1021/jp990203d
Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Scalmani G., Barone V., Petersson G. A., Nakatsuji H. (2009). Gaussian 09; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT.
Zavhorodnia V. A., Kovalen'ko S. O., Minaev B. F. (2019). Interaction of myoglobin model with ligands of gas exchange. Cherkasy University Bulletin: Biological Sciences Series, 1, 13–23. https://doi.org/10.31651/2076-5835-2018-1-2019-1-13-23
Minaev B. F., Kukueva V. V., Ågren H. (1994). Configuration interaction study of the O2−C2H4 exciplex: collision-induced probabilities of spin-forbidden radiative and non-radiative transitions. J. Chem. Soc., Faraday Trans., 90, 1479–1486. https://doi.org/10.1039/FT9949001479
Minaev B. F. (2021). Magnetc Torque in Superoxide Ion is the Main Driving Force of Dioxygen Activation in Aerobic Life. Biomedical Journal of Scientific & Technical Res., 38(4), 30462–30472. https://doi.org/10.26717/BJSTR.2021.38.006171
Slanger T. G., Cosby P. C. (1988). Oxygen Spectroscopy Below 5.1 eV. J. Phys. Chem., 92, 267−282. https://doi.org/10.1021/j100313a008
Minaev B. F. (2000). Oxygen absorption below and near the Herzberg I continuum. Ab initio calculation of the transitions probability from metastable states. Chem. Phys., 252, 25−46. https://doi.org/10.1016/S0301-0104(99)00286-4
Minaev B. F. (1999). The singlet oxygen absorption to the upper state of the Schumann−Runge system. Phys. Chem. Chem. Phys., 1, 3403–3413. https://doi.org/10.1039/a903404h
Minaev B. F., Yashchuk L. B. (2003). Spin−orbit coupling in oxygen near the dissociation limit. Opt. Spectrosc., 95, 553−559. https://doi.org/10.1134/1.1621439
Minaev B. F., Minaeva V. A., Evtuhov Y. V. (2009). Quantum-chemical study of the singlet oxygen emission. Int. J. Quantum Chem., 109, 500−515. https://doi.org/10.1002/qua.21783
Minaev B. F. (1978). Effect of spin-orbit coupling on the intensity of magnetic dipole transitions in molecular oxygen. Soviet Phys. J., 21, 1205−1209.
Minaev B. F., Knuts S., Ågren H., Vahtras O. (1993). The vibronically induced phosphorescence in benzene. Chemical phys., 175(2–3), 245–254. https://doi.org/10.1016/0301-0104(93)85153-Y
Loboda O., Minaev B., Vahtras O. (2003). Ab initio calculations of zero-field splitting parameters in linear polyacenes. Chemical physics, 286(1), 127–137. https://doi.org/10.1016/S0301-0104(02)00914-X
Minaev B. F., Muldakhmetov Z. M. (1984). Influence of spin-orbit interaction on the intensity of optical doublet-doublet and triplet-triplet transitions in molecules. Opt. Spectrosc., 56, 29−33.
Minaev B. F., Minaeva V. A., Baryshnikov G. V., Girtu M. A., Agren H. (2009). Theoretical study of vibration spectra of sensitizing dyes for photoelectrical converters based on ruthenium(II) and iridium(III) complexes. Rus. J. Appl. Chem., 82(7), 1211–1221. https://doi.org/10.1134/S1070427209070106
Minaev B. F., Minaeva V. A., Panchenko O.O., Bondarchuk S.V. (2020). The low-lying triplet excited state of n-sulfinylanilines explains their reactivity and inclination to cycloaddition across N–S=O group. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 6, 106–114. http://dx.doi.org/10.32434/0321-4095-2020-133-6-106-114
Minaev B. F., Minaeva V. A. (2008). Spin-dependent binding of dioxygen to heme and charge-transfer mechanism of spin-orbit coupling enhancement. Ukrainica Bioorganica Acta, 2, 56–64.