В статье рассмотрен пример выбора квантово-химического метода расчета для исследования механизма термодеструкции нитросоединений. Критерием выбора является точность передачи энтальпий образования химических соединений и энергий диссоциаций связей в молекулах. Методами функционала плотности ( B 3 LYP , O 3 LYP , B 98, CAM - B 3 LYP , wB 97 XD , TPSS , TPSSh , VSXC ), теории возмущений ( MP 2, MP 3, MP 4 SD , MP 4 SDQ , MP 4 SDTQ ), связных кластеров ( QCISD , QCISD ( T ) ), композитными методами ( G1, G 2, G 3, G 3 B 3, G 4, CBS - QB 3 ) и методом Хартри-Фока рассчитаны энтальпии образования простейших нитросоединений и образующихся при их распаде радикалов, оценены энергии диссоциации связи С- N в этих соединениях. Наименьшие ошибки в расчете энтальпий образования и D ( C - N ) получены композитными методами G 3, G 3 B 3 и G 4 и методами функционала плотности B 3 LYP , TPSSh , wB 97 XD , B 98 и CAM - B 3 LYP с различными наборами базисных функций. Для проверки получаемых методами функционала плотности результатов следует использовать неэмпирические методы связанных кластеров с большими наборами базисных функций.
теоретическое исследование, квантово-химические методы расчета, способ учета электронной корреляции, набор базисных функций, механизм химических реакций, энтальпии образования химических соединений, энергии диссоциации связей, theoretical study, quantum-chemical computation methods, electronic correlation registration mode, set of basic functions, mechanism of chemical reactions, formation enthalpies of chemical compounds, bond dissociation energies
1. А.Г. Шамов, Г.М. Храпковский, Г.А. Шамов, В сб. ст. IV Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Вып. IV. Т.3, Йошкар-Ола-Казань-Москва, 1998. С.183-187.
2. Е.В. Николаева, А.Г. Шамов, Г.М. Храпковский, Х.Э. Харлампиди, ЖОХ, 72, 5, 802-813 (2002).
3. Г.М. Храпковский, А.Г. Шамов, Е.В. Николаева, Д.В. Чачков, Успехи химии, 78, 10, 980-1021 (2009).
4. Е.В. Николаева. Дис. канд. хим. наук, Казанский гос. технол. ун-т, Казань, 2002. 203 с.
5. Е.В. Николаева, Вестник Казанского технол. ун-та., № 9, 68-73 (2010).
6. Д.В. Чачков. Дис. канд. хим. наук, Казанский гос. технол. ун-т, Казань, 2005. 206 с.
7. А.Г. Шамов, Е.В. Николаева, Д.В. Чачков, Г.М. Храпковский, Вестник Казанского технол. ун-та., №2, 36-43 (2003).
8. А.Г. Шамов, Е.В. Николаева, Г.М. Храпковский, Вестник Казанского технол. ун-та. № 24, 12-20 (2011).
9. Г.М. Храпковский, Е.В. Николаева, Д.В. Чачков, А.Г. Шамов, Журнал общей химии, 74, 6, 983-996 (2004).
10. E.A. Masilov, E.V. Nikolaeva, A.G. Shamov, G.M. Khrapkovskii, Mendeleev's Communications, N17, 359-361 (2007).
11. А.Г. Шамов, Е.В. Николаева, Г.М. Храпковский, ЖПрХ, 82, 10, 1587 - 1608 (2009).
12. J.W. Ochterski [http://gaussian.com].
13. A.D. Becke, Phys. Rev. A., 38, 3098-3100 (1988).
14. C. Lee, W. Yang, R.G. Parr, Phys. Rev. B., 37, 785-789 (1988).
15. B.M. Rise, S.V. Pai, J. Hare, Combustion and Flame, 188, 445-458 (1999).
16. S.J. Mole, X. Zhou, R. Liu, J. Phys. Chem., 100, 14665-14671 (1996).
17. Г.Б. Манелис, Г.М. Назин, Ю.И. Рубцов, В.А. Струнин. Термическое разложение и горение взрывчатых веществ и порохов, Наука, Москва, 1996. 223 с.
18. H.L. Schmider, A.D. Becke, J. Chem. Phys., 108, 9624-9631 (1998).
19. T. Yanai, D.P. Tew, N. C. Handy, Chem. Phys. Lett., 393, 51-57 (2004).
20. J.-D. Chai, M. Head-Gordon // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2008. - Vol. 10. - P. 6615-6620.
21. A.J. Cohen, N.C. Handy, Mol. Phys., 99, 607-615 (2001).
22. T. Van Voorhis, G. E. Scuseria, J. Chem. Phys., 109, 400-410 (1998).
23. J.M. Tao, J.P. Perdew, V.N. Staroverov, G.E. Scuseria, Phys. Rev. Lett., 91, 146401-146404 (2003).
24. L.А. Curtiss, P.C. Redfern, K. Raghavachari, J. Chem. Phys., 123, 124107 (2005).
25. J. Gauss, D. Cremer, Chem. Phys. Lett., 150, 280-286 (1988).
26. J. Gauss, Chem. Phys. Lett., 163. 549-554 (1989).
27. G. E. Scuseria, H. F. Schaefer, J. Chem. Phys., 90, 3700-3703 (1989).
28. M. Head-Gordon, T. Head-Gordon, Them. Phys. Lett., 220, 122-128 (1994).
29. M.J. Frisch, M. Head-Gordon, J.A. Pople, Chem. Phys. Lett., 166. 275-280 (1990).
30. J.A. Pople, J.S. Binkley, R. Seeger, Int. J. Quantum Chem., Suppl. Y-10, 1-19 (1976).
31. K. Raghavachari, J.A. Pople, Int. J. Quantum Chem., 14, 91-100 (1978).
32. G.W. Trucks, J.D. Watts, E.A. Salter, R.J. Bartlett, Chem. Phys. Lett., 153, 490-495 (1988).
33. L.A. Curtiss, C. Jones, G.W. Trucks, K. Raghavachari, J.A. Pople, J. Chem. Phys., 93, 2537-2545 (1990).
34. L.A. Curtiss, K. Raghavachari, G.W. Trucks, J.A. Pople, J. Chem. Phys., 94, 7221-7230 (1991).
35. L.A. Curtiss, K. Raghavachari, P.C. Redfern, V. Rassolov, J.A. Pople, J. Chem. Phys., 109, 7764-7776 (1998).
36. A.G. Baboul, L.A. Curtiss, P.C. Redfern, K. Raghavachari, J. Chem. Phys., 110, 7650-7657, (1999).
37. J.A. Montgomery Jr., M.J. Frisch, J.W. Ochterski, G.A. Petersson, J. Chem. Phys., 110, 2822-2827 (1999).
38. Г.М. Храпковский, А.Г. Шамов, XVII Международной конференции по химической термодинамике в России. RССТ 2009. (Казань, Россия, Июнь 29 - Июль 3, 2009). Тез. докл. Казань, 2009.
39. C.C.J. Roothaan, Rev. Mod. Phys., 23, 69-89 (1951).
40. J.A. Pople, R.K. Nesbet, J. Chem. Phys., 22, 571-572 (1954).
41. R. McWeeny, G. Dierksen, J. Chem. Phys., 49, 4852-4856 (1968).
42. М.Х. Карапетьянц, М.Л. Карапетьянц. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. Химия, Москва, 1968. 470 с.
43. К.С. Краснов, Н.В. Филипенко, В.А. Бобкова, Молекулярные постоянные неорганических соединений. Химия, Ленинград, 1979. 448 с.
44. T. Glenwinkel-Meyer, F.F. Crim, J. Mol. Struct. (Theochem), 337, 209-224 (1995).
45. NIST Standard Reference Database: [http://webbook.nist.gov/chemistry].
46. Ю.Д. Орлов, Ю.А. Лебедев, И.Ш. Сайфуллин, Термохимия органических свободных радикалов. Наука, Москва, 2001. 304 с.
47. W. Tsang, J.A. Martinho Simoes, A. Greenberg, J.F. Liebman eds., Heats of Formation of Organic Free Radicals by Kinetic Methods in Energetics of Organic Free Radicals. Blackie Academic and Professional, London, 1996, P. 22-58.
48. Ю.А. Лебедев, Е.А. Мирошниченко, Ю.К. Кнобель. Термохимия нитросоединений. Наука, Москва, 1970. 165 с.
49. D. Habibollahzadeh, M.E. Grize, M.C. Concha, J.S. Murray, P. Politzer, J. Comp. Chem., 16, 5, 654-658 (1995).
50. J.P. McCullough, , D.W. Scott, R.E. Pennington, I.A. Hossenlopp, G. Waddington, J. Am. Chem. Soc., 76, 4791-4796 (1954).
51. Г.М. Назин, Г.Б. Манелис, Успехи химии, 63, 4, 327-337, (1994).
52. Л.В. Гурвич, Г.В. Карачевцев, В.И. Кондратьев, Ю.А. Лебедев, В.А. Медведев, В.А. Потапов, Ю.С. Ходеев, Энергии разрыва химических связей, потенциалы ионизации и сродство к электрону. Наука, Москва, 1974. 351 с.
53. D. Hegarty, M.A. Robb, Mol. Phys., 38, 1795-1812 (1979).
54. R.H.A. Eade, M.A. Robb, Chem. Phys. Lett., 83, 362-368 (1981).
55. M.J Frisch, I.N. Ragazos, M.A. Robb, H.B. Schlegel, Chem. Phys. Lett., 189, 524-528 (1992).
56. Г.М. Храпковский, А.Г. Шамов, Г.А. Шамов, В.А. Шляпочников, Изв. АН. Сер. хим., № 6, 913-917 (2001).
57. G.M. Khrapkovskii, E.V. Nikolaeva, D.V. Chachkov, A.G. Shamov, IV Seminar "New trends in research of energetic materials" in Czech Republic (Pardubice, Czech Republic, April 11-12, 2001). Pardubice, 2001. P.17-22.
