ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ ГИДРАТИРОВАННЫХ ИОНОВ LA(III) В АЦЕТОНИТРИЛЕ
Рубрики: 1. ХИМИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ; KNRTU
2.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Россия
Россия
Тип:
Статья
Номер статьи:
Статус:
Опубликован
Получено:
05.08.2025
Одобрено:
07.08.2025
Опубликовано:
07.08.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ, СОЛЬВАТАЦИЯ, КОМПЛЕКСЫ LA(III)
Аннотация (русский):
В данной работе проведено квантово-химическое исследование в рамках теории функционала плотности на уровне GGA функционала PBE с использованием валентно-расщепленного триппл ζ атомного базисного набора второго поколения def2-TZVP Алрича и сотрудников с учетом эффектов сольватации в модели поляризованного континуума С-РСМ. Теоретическое исследование основывается на реальном эксперименте, методика проведения которого предполагает, что в реакционную смесь, в которой растворителем является ацетонитрил, впрыскивается водный раствор нитрата или хлорида лантана(III). По этой причине возникает вопрос в какой именно форме ионы лантана(III) будут существовать в этой реакционной смеси. В работе было проведено последовательное замещение во внутренней координационной сфере лантана(III) молекул воды на молекулы ацетонитрила с рассмотрением всех промежуточных форм смешанных комплексов. Было показано, что в растворе ацетонитрила аквакомплексы лантана(III) являются более устойчивыми по сравнению с ацетонитрильными комплексами. Поскольку в эксперименте в реакционной смеси обычно присутствует депротонирующий агент - триэтиламин, дополнительно была рассмотрена вероятность депротонирования аквакомплекса под действием триэтиламина с отщеплением одного и двух протонов. В результате было установлено, что наиболее вероятной частицей в данных условиях следует считать комплекс [La(H2O)8OH]2+. Именно эту частицу следует рассматривать в дальнейшем в качестве исходного комплекса при изучении реакции комплексообразования La(III) c органическими лигандами в ацетонитриле. Данный результат является важным, поскольку позволяет в дальнейшем более корректно оценивать энергетику образования комплексов в реакционной смеси.
В данной работе проведено квантово-химическое исследование в рамках теории функционала плотности на уровне GGA функционала PBE с использованием валентно-расщепленного триппл ζ атомного базисного набора второго поколения def2-TZVP Алрича и сотрудников с учетом эффектов сольватации в модели поляризованного континуума С-РСМ. Теоретическое исследование основывается на реальном эксперименте, методика проведения которого предполагает, что в реакционную смесь, в которой растворителем является ацетонитрил, впрыскивается водный раствор нитрата или хлорида лантана(III). По этой причине возникает вопрос в какой именно форме ионы лантана(III) будут существовать в этой реакционной смеси. В работе было проведено последовательное замещение во внутренней координационной сфере лантана(III) молекул воды на молекулы ацетонитрила с рассмотрением всех промежуточных форм смешанных комплексов. Было показано, что в растворе ацетонитрила аквакомплексы лантана(III) являются более устойчивыми по сравнению с ацетонитрильными комплексами. Поскольку в эксперименте в реакционной смеси обычно присутствует депротонирующий агент - триэтиламин, дополнительно была рассмотрена вероятность депротонирования аквакомплекса под действием триэтиламина с отщеплением одного и двух протонов. В результате было установлено, что наиболее вероятной частицей в данных условиях следует считать комплекс [La(H2O)8OH]2+. Именно эту частицу следует рассматривать в дальнейшем в качестве исходного комплекса при изучении реакции комплексообразования La(III) c органическими лигандами в ацетонитриле. Данный результат является важным, поскольку позволяет в дальнейшем более корректно оценивать энергетику образования комплексов в реакционной смеси.
Ключевые слова:
ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ, СОЛЬВАТАЦИЯ, КОМПЛЕКСЫ LA(III)
ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ, СОЛЬВАТАЦИЯ, КОМПЛЕКСЫ LA(III)
