ИК СПЕКТРЫ ТРИФЕНИЛФОСФИТА И ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Аннотация

Измерены ИК спектры трифенилфосфита в жидкой фазе при температуре 320 К, стеклофазе, состоянии «глассиал», гексаго- нальной (метастабильной) и моноклинной (стабильной) кристаллических фазах – при 12 К. Обнаруженные отличия в спектрах есть следствие реализации в образце конформеров разных типов. Для обоснования этой гипотезы построены структурнодинамические модели трёх наиболее вероятных конформеров (I–III), различающихся углами поворота фенильных колец вокруг связей С-О. Молекулярное моделирование проведено на основе метода теории функционала плотности B3LYP/6-31G(d) с использованием лицензионного пакета программ GAUSSIAN 03. Рассчитаны энергии, геометрические параметры, силовые постоянные, дипольные моменты, частоты и формы нормальных колебаний и их интенсивности в ИК-спектрах конформеров I–III. Рассчитанные геометрические параметры лежат в пределах, до- пустимых в структурной химии. Проведен анализ измеренных и рассчитанных ИК спектров. Дана их интерпретация. Обнаруженные различия ИК спектров проявляются в областях деформационных колебаний О-Р-О (700–750 см-1), валентных колебаний Р-О (840–890 см-1) и С-О (1180–1220 см-1). Установлено, что экспериментальные спектры стеклофазы, жидкой фазы и состояния «глассиал» являются суперпозицией ИК спектров конформеров I–III. В гексагональной и моноклинной фазах реализуется кон- формер, близкий к конформеру I. В образце возможно образова- ние слабой водородной связи.

DOI: 
10.18500/1817-3020-2017-17-1-11-19
Литература

1. Hedoux A., Guinet Y., Derollez P., Hernandez O., Paccou L., Descamps M. Micro-structural investigations in the glacial state of triphenyl phosphite // J. Non-Cryst. Solids. 2006. Vol. 352, № 42‒59. P. 4994‒5000.

2. Johari G. R., Ferrari C. Calorimetric and Dielectric Investigations of the Phase Transformations and Glass Transition of Triphenyl Phosphite // J. Phys. Chem. B. 1997. Vol. 101, № 49. Р. 10191‒10197.

3. Dvinskich S., Benini G., Senker J., Vogel M., Wiedersich J., Kudlic K., Rosser E. J. Molecular Motion in the Two Amorphous Phases of Triphenyl Phosphite // Phys. Chem. B. 1999. Vol. 103, № 10. Р. 1727–1737.

4. Wiedersich J., Kudlic K., Gottwald J., Benini G., Roggatz I., Rosser E. On Polyamorphism of Triphenyl Phosphite // J. Phys. Chem. B. 1997. Vol. 101, № 30. Р. 5800–5803.

5. Senker J., Sehnert J., Correll S. Microscopic Description of the Polyamorphic Phases of Triphenyl Phosphite by Means of Multidimensional Solid-State NMR Spectroscopy // J. Amer. Chem. Soc. 2005. Vol. 127, № 1. Р. 337–349.

6. Alba-Simionesco Ch., Tarjus G. Experimental evidence of mesoscopic order in the apparently amorphous glacial phase of the fragile glass former triphenylphosphite // Europhysics Letters. 2000. Vol. 52, № 3. Р. 297‒303.

7. Hedoux A., Guinet Y., Descamps M., Hernandez O., Derollez P., Dianoux A. J., Foulon M., Lefebvre J. A description of the frustration responsible for a polyamorphism situation in triphenyl phosphate // J. Non-Cryst. Solids. 2002. Vol. 307. P. 637‒643.

8. Hedoux A., Denicourt T., Guinet Y., Carpentier L., Descamps M. Conversion of the glacial state into the crystal in triphenyl phosphite // Solid State Communications. 2002. Vol. 122, № 7‒8. P. 373‒378.

9. Hernandez O., Hédoux A., Lefebvre J., Guinet Y., Descamps M., Papoular R., Masson O. Ab initio structure determination of tri phenyl phosphite by powder synchrotron X-ray diffraction // J. Appl. Cryst. 2002. Vol. 35. P. 212‒219.

10. Kivelson D., Tarjus G. Apparent polyamorphism and frustration // J. Non-Cryst. Solids. 2002. Vol. 307‒310. Р. 630‒636.

11. Senker J., Rossler E. Triphenyl phosphite : a candidate for liquid polyamorphism // Chem. Geol. 2001. Vol. 174, № 1‒3. Р. 143‒156.

12. Tarjus G., Alba-Simionesco A., Grousson M., Viot P., Kivelson D. Locally preferred structure and frustration in glass-forming liquids : a clue to polyamorphism? // J. Phys. Cond. Matter. 2003. Vol. 15, № 11. Р. S1077– S1084.

13. Senker J., Rossler E. Determination of the Local Disorder in the Polyamorphic Phases of Triphenyl Phosphite // J. Phys. Chem. B. 2002. Vol. 106, № 31. Р. 7592–7595.

14. Mizukami M., Kobashi K., Hanaya M., Oguni M. J. Presence of Two Freezing-In Processes Concerning α-Glass Transition in the New Liquid Phase of Triphenyl Phosphite and Its Consistency with «Cluster Structure» and «Intracluster Rearrangement for α Process» Models // Phys. Chem. B. 1999. Vol. 103, № 20. Р. 4078‒4088.

15. Mei Q., Ghalsasi P., Benmore C. J., Yarger J. L. The Local Structure of Triphenyl Phosphite Studied Using Spallation Neutron and High-Energi X-ray Diffraction // J. Phys. Chem. B. 2004. Vol. 108. P. 20076–20082.

16. Hernandez O. J., Boucekkine A., Hedoux A. Density Functional Theory Study of Triphenyl Phosphite : Molecular Flexibility and Weak Intermolecular Hydrogen Bonding // J. Phys. Chem. A. 2007. Vol. 111. P. 6952‒6958.

17. Frisch J., Trucks G. W., Schlegel H. B. Gaussian 03, Revision B.03; Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2003. 302 p.

18. Кон В. Электронная структура вещества – волновые функции и функционалы плотности // Успехи физ. наук. 2002. Т. 172, № 3. С. 336–348.

19. Попл Дж. А. Квантово-химические модели // Успехи физ. наук. 2002. Т. 172, № 3. С. 349–356.

20. Yoshida H., Ehara A., Matsuura H. Density functional vibrational analysis using wavenumber-linear scale factors // Chem. Phys. Lett. 2000. Vol. 325, № 4. P. 477‒483.

21. Yoshida H., Takeda K., Okamura J., Ehara A., Matsuura H. A new approach to vibrational analysis of large molecules by density functional theory : wavenumber-linear scaling method // J. Phys. Chem. A. 2002. Vol. 106, № 14. P. 3580‒3586.

22. Березин K. B., Нечаев B. B., Кривохижина T. B. При- менение метода линейного масштабирования частот в расчетах нормальных колебаний многоатомных молекул // Оптика и спектроскопия. 2003. Т. 94, № 3. С. 398‒401.

23. Бабков Л. М., Королевич М. В., Моисейкина Е. А. Рас- чет структуры и ИК спектра молекулы метил-ß-D- глюкопиранозида методом функционала плотности // Журн. прикл. спектроскопии. 2010. Т. 77, № 2. С. 179–187.

24. Бабков Л. М., Королевич М. В., Моисейкина Е. А. Водородная связь, ИК спектры и строение метил- ß-D-глюкопиранозида // Журн. структурной химии. 2012. Т. 53, № 1. С. 28–35.

25. Бабков Л. М., Давыдова Н. А., Моисейкина Е. А. ИК спектры циклогексанола и структурно-динамическая модель молекулы // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Физика. 2012. Т. 12, вып. 1. С. 54–62.

26. Бабков Л. М., Давыдова Н. А., Ивлиева И. В. ИК спектры салола и их интерпретация на основе моле- кулярного моделирования // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Физика. 2015. Т. 15, вып. 4. С. 44‒54

Краткое содержание (на английском языке): 
Полный текст в формате PDF (на русском языке):