Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Березин К. В., Нечаев В. В., Козлов О. В., Новоселова А. В., Чернавина М. Л., Березин В. И., Березин М. К., Новоселов В. В. Исследование проявления парной ассоциации в ИК-спектрах пиридина методом функционала плотности // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2015. Т. 15, вып. 1. С. 14-20. DOI: 10.18500/1817-3020-2015-15-1-14-20

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
06.03.2015
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 294)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Физика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
539.182/.184, 519.677
DOI: 
10.18500/1817-3020-2015-15-1-14-20

Исследование проявления парной ассоциации в ИК-спектрах пиридина методом функционала плотности

Авторы: 
Березин Кирилл Валентинович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Нечаев Владимир Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Козлов Олег Вадимович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Новоселова Анна Владимировна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Чернавина Мария Леонидовна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Березин Валентин Иванович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Березин Максим Кириллович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Новоселов Владимир Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Методом функционала плотности B3LYP/6-311+G(d, p) выполнен расчет структуры, частот нормальных колебаний и интенсивностей полос в ИК-спектрах пяти димеров пиридина с водородной связью. Выполнено моделирование ряда сложных колебательных контуров в ИК-спектре пиридина с учетом межмолекулярного взаимодействия. Показано, что большой вклад в формирование полос сателлитов, усложняющих структуру колебательных полос мономерного пиридина в матрично-изолированном низкотемпературном ИК-спектре, вносят водородосвязанные парные самоассоциаты. Предложена детальная интерпретация низкотемпературного матрично-изолированного ИК-спектра поглощения пиридина H5 и D5. Вычислены термодинамические характеристики образования комплексов с учетом базисной суперпозиционной ошибки.

Ключевые слова: 
инфракрасная (колебательная) спектроскопия
ИК-спектр
метод матричной изоляции
Список источников: 
  1. Klaboe P., Nielsen C. J. Recent advances in infrared matrix isolation spectroscopy // Analyst (Cambridge, United Kingdom). 1992. Vol. 117, № 3. P. 335–341.
  2. Пиментел Дж. Колебательная спектроскопия / под ред. A. Барнса и У. Орвилл-Томаса. М. : Мир, 1981. 480 с.
  3. Барри Ф. М., Тохадзе К. Г. Водородная связь / под ред. Н. Д. Соколова. М. : Наука, 1981. 286 с.
  4. Bürger H., Schneider W., Sommer S., Thiel W., Willner H. Generation of gold ions in the solid state or in fluorosulfuric acid solution and their identification by ESR // J. Chem. Phys. 1991. Vol. 95, № 8. P. 5660-9.
  5. Shepherd R. A., Graham W. R. M. Formation and Identification of Interstellar Molecule Linear C5H from Photolysis of Methane Dispersed in Solid Neon // J. Chem. Phys. 1987. Vol. 86. P. 2600–2605.
  6. Goodman M. A., Sweany R. L., Flurry R. L. Jr. Iinfrared spectra of matrix-isolated, crystalline solid, and gas phase C3-C6 n-alkanes // J. Phys. Chem. 1983. Vol. 87, № 10. P. 1753–1757.
  7. Engdahl A., Nelander B. Infrared spectrum of cisglyoxal // Chem. Phys. Lett. 1988. Vol. 148, № 2–3. P. 264–275.
  8. Шапетько Н. Н., Базов В. П. Проявление туннельных эффектов в инфракрасных спектрах ацетилацетона в матричной изоляции при 14 К // Журн. физ. химии. 1989. Т. 63, № 10. С. 2832–2835.
  9. Destexhe A., Smets J., Adamowicz L., Maes G. Matrix-Isolation FT-IR Studies and AbInitio Calculations of Hydrogen-Bonded. Complexes of Molecules Modeling Cytosine // J. Phys. Chem. 1994. Vol. 98, № 5. P. 1506-1514.
  10. Szczesniak M., Nowak M. J., Szczepaniak K., Chin S., Scott I., Person W. B. Matrix isolation studies of nucleic acid constituents-III. 1-Methyluracil, 3-methyluracil and 1,3-dimethyluracil monomers // Spectrochim. Acta. A. 1985. Vol. 41, № 1–2. P. 233–236.
  11. Степаньян С. Г., Шеина Г. Г., Радченко Е. Д., Благой Ю. П. Инфракрасные спектры и таутомерия изоцитозина в аргоновой матрице // Журн. физ. химии. 1989. Т. 63, № 11. С. 3008–3014.
  12. Nowak M. J., Lapinski L., Kwiatkowski J. S., Leszczyński J. Molecular Structure and Infrared Spectra of Adenine. Experimental Matrix Isolation and Density Functional Theory Study of Adenine (15)N Isotopomers // J . Phys. Chem. 1996. Vol. 100, № 9. P. 3527–3534.
  13. Stepanian S. G., Reva I. D., Radchenko E. D., Adamowicz L. Conformational Behavior of Alanine. Matrix-Isolation Infrared and Theoretical DFT and ab Initio Study // J. Phys. Chem. A. 1998. Vol. 102, № 24. P. 4623–4629.
  14. Ivanov A. Yu., Sheina G., Blagoi Yu. P. FTIR spectroscopic study of the UV-induced rotamerization of glycine in the low temperature matrices (Kr, Ar, Ne) // Spectrochim. Acta. A. 1999. Vol. 55, № 1. P. 219–228.
  15. Kincaid J. R., Urban M. W., Watanabe T., Nakamoto K. Infrared Spectra of Matrix-Isolated Metal Complexes of Octaethylporphine // J. Phys. Chem. 1983. Vol. 87, № 16. P. 3096–3101.
  16. Radziszewski J. G., Nepraš M., Balaji V., Waluk J., Vogel E., Michl J. Polarized Infrared Spectra of Photooriented Matrix-Isolated Free-Base Porphyn Isotopomers // J. Phys. Chem. 1995. Vol. 99. P. 14254–14260.
  17. Молекулярные взаимодействия / под ред. Г. Ратайчика, У. Орвилла-Томаса : в 2 т. М. : Мир, 1984. Т. 2. 600 с.
  18. Fujimoto N., Toyama A., Takeuchi H. Effect of hydrogen bonding on the UV resonance Raman bands of the adenine ring and its C8-deuterated analog // J. Mol. Struct. 1998. Vol. 447, № 1–2. P. 61–69.
  19. Efremov R. G., Feofanov A. N., Dzhandzhugazyan K. N., Modyanov N. N., Nabiev I. R. Study of ATP binding in the active site of Na+, K+ ATpase as probed by ultraviolet resonance Raman Spectroscopy // FEBS Lett. 1990. Vol. 260, № 2. P. 257–260.
  20. Taddei G., Castellucci E., Verderame F. D. Pair Association in Matrix Isolated Pyridine // J. Chem. Phys. 1970. Vol. 53, № 6. P. 2407–2411.
  21. Moller C., Plesset M. S. Note on an approximation treatment for many – electron system // Phys. Rev. 1934. Vol. 46, № 7. P. 618–622.
  22. Кон В. Электронная структура вещества – волновые функции и функционалы плотности // УФН. 2002. Т. 172, № 3. C. 336–348.
  23. Krishnan R., Schlegel H. B., Pople J. A. Self-consistent orbital methods. XX. A basis set for correlated wave functions // J.Chem. Phys. 1980. Vol. 72, № 1. P. 650–654.
  24. Pople J. A., Head-Gordon M., Raghavachari K. Quadratic configuration interaction. A general technique for determining electron correlation energies // J. Chem. Phys. 1987. Vol. 87, № 10.  P. 5968–5975.
  25. Becke A. D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98, № 7. P. 5648–5652.
  26. Lee C., Yang W., Parr R. G. Development of the Colle-Solvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density // Phys. Rev. 1988. Vol. 37B, № 2. P. 785–789.
  27. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H . B. et al. Gaussian 98 / Gaussian Inc. Pittsburgh, PA, 1998.
  28. Yoshida H., Ehara A., Matsuura H. Density functional vibrational analysis using wavenumber-linear scale factors // Chem. Phys. Lett. 2000. V ol. 325, № 4. P. 477–483.
  29. Portmann S., Fluekiger P.F. URL: http://www.cscs.ch/molekel/
  30. Березин К. В., Березин В. И., Кирносов Н. А., Березин М. К. Учет межмолекулярного взаимодействия в рамках современных квантово-механических методов расчета структуры и колебательных спектров многоатомных молекул // Проблемы оптической физики и биофотоники : материалы 12-й Междунар. Молодежной науч . школы по оптике, лазерной физике и биофотонике. Саратов : Новый ветер, 2009. С. 181–188.
Поступила в редакцию: 
10.11.2014
Принята к публикации: 
03.02.2015
Опубликована: 
06.03.2015
  • 1648 просмотров