Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

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

Для цитирования:

Бабков Л. М., Давыдова Н. А., Ивлиева И. В. ИК спектры трифенилфосфита и их интерпретация на основе молекулярного моделирования // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2017. Т. 17, вып. 1. С. 11-19. DOI: 10.18500/1817-3020-2017-17-1-11-19

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 340)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Теоретическая и математическая физика
УДК: 
539.194; 539.196.3
DOI: 
10.18500/1817-3020-2017-17-1-11-19

ИК спектры трифенилфосфита и их интерпретация на основе молекулярного моделирования

Авторы: 
Бабков Лев Михайлович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Давыдова Надежда Александровна, Институт физики НАН Украины (Киев)
Ивлиева Ирина Валерьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
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.

Ключевые слова: 
трифенилфосфит
полиморфизм
конформер
молекулярное моделирование
метод ТФП
энергия
геометрическая структура
силовая постоянная
дипольный момент
ИК спектр
частота
интенсивность
Список источников: 
  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. Применение 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. Расчет 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 молекулярного моделирования // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Физика. 2015. Т. 15, вып. 4. С. 44‒54
Краткое содержание:
скачать
(загрузок: 194)
  • 2115 просмотров