Автор24

Информация о работе

Подробнее о работе

Страница работы

Изучение водородных связей в протонных алкиламмониевых ионных жидкостях на основе квантово-химических расчетов

Специальность
Химия
  • 56 страниц
  • 2022 год
  • 2 просмотра
  • 0 покупок
Автор работы

maks.yablokov.50

20000 ₽

Работа будет доступна в твоём личном кабинете после покупки

Гарантия сервиса Автор24

Уникальность не ниже 50%

Фрагменты работ

Протонные ионные жидкости (ПИЖ) являются важным подклассом
ионных жидкостей (ИЖ) и обладают набором уникальных физико-химических
свойств (низкое давление паров, высокая термическая стабильность, высокая
ионная проводимость, большое электрохимическое окно), присущим ионным
жидкостям в целом. Их отличительной особенностью является присутствие
«активного» подвижного протона на катионе, позволяющего образовывать
водородные связи с анионом. В виду своей силы и направленности водородные
связи в ПИЖ определяют взаимную ориентацию катиона и аниона и
возникающие при этом структуры в жидком состоянии, влияя тем самым на их
физико-химические свойства. Как и в воде, наличие подвижных протонов и
протон-акцепторных центров в ПИЖ способствуют образованию сетки
водородных связей, которая обеспечивает высокую протонную проводимость
этих соединений, что позволяет использовать их при создании
протонпроводящих мембран для водородных топливных элементов. Благодаря
широкому спектру многих возможных комбинаций катионов и анионов,
составляющих ПИЖ, их изучение зачастую неосуществимо с помощью
экспериментальных методов, что вызывает необходимость применения методов
квантово-химических расчетов и компьютерного моделирования. Квантовохимические расчеты не только вносят ясность в понимание структуры и
характера взаимодействия между ионами в ПИЖ, но и позволяют обнаружить
определенные корреляции между структурой ионной жидкости и ее физикохимическими свойствами.

Введение.................................................................................................................... 3
1. Первая глава. Обзор литературы........................................................... 6
1.1. Водородная связь. Общие понятия, классификация ..................................... 6
1.2. Общие сведения об ионных жидкостях.......................................................... 9
1.3. Образование протонных ионных жидкостей ............................................... 11
1.4. Особенности водородных связей в протонных ионных жидкостях.......... 13
1.5. Квантово – химические методы в изучении структуры и
взаимодействий в протонных ионных жидкостях.............................................. 15
1.6. Квантово – топологический анализ межатомных взаимодействий
(теория Бейдера)..................................................................................................... 19
2. Вторая глава. Экспериментальная часть......................................... 23
2.1. Объекты исследования ................................................................................... 23
2.2. Методика компьютерных расчетов............................................................... 24
3. Третья глава. Результаты и их обсуждение..................................... 26
3.1. Кислотно  основное взаимодействие аммиака и его моно и
диэтилпроизводных с протонными кислотами................................................... 26
3.2. Изучение строения ионных кластеров гидросульфат этиламмония
(С2Н5NH3/HSO4)n (n=2-6) с водородными связями............................................. 32
4. Заключение и выводы............................................................................... 40
5. Список использованных источников................................................. 41
Приложение……………………………………………….………….………….51

Цель работы. Изучение структуры и межчастичных взаимодействий, а
прежде всего, свойств водородной связи в протонных ионных жидкостях при
помощи квантово-химических методов расчета.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
 исследование кислотно-основного взаимодействия аммиака и его
моно и диэтилпроизводных с протонными кислотами различной силы. Анализ
влияния силы кислоты и основания на тип образующегося в результате данного
4
взаимодействия комплекса. Изучение природы взаимодействий и особенностей
водородного связывания в образующихся соединений.
 Изучение структуры и взаимодействий между ионами в протонной
ионной жидкости гидросульфат этиламмония. Топологический анализ
водородных связей. Выявление особенностей в изменении структуры данной
ПИЖ при переходе от ионной пары к модели кластера.
В ходе работы обобщены и проанализированы результаты квантовохимических исследований кислотно-основного взаимодействия NH3 и
алкиламинов (R)nNH3-n (R=СН3, С2Н5, С3Н7, С4Н9 и n=1–3) с рядом протонных
кислот различной силы. Показано, что для оценки степени переноса протона от
кислоты к основанию в качестве альтернативы ΔpKa можно использовать
величины разности протонного сродства аниона кислоты и основания.
Установлено, что взаимодействие кислоты с NH3 и алкиламином сводится
к переносу протона и образованию ионных пар в том случае, если ΔPA < 400
кДж/моль или ΔpKa > 12. Увеличение параметра РА приводит к усилению
ион-ионного взаимодействия в ионных парах и ослаблению кислотноосновного взаимодействия в молекулярных комплексах.
Показано, что взаимодействие катиона этиламмония с гидросульфат
анионом как в единичной ионной паре, так и в ионных кластерах
(С2Н5NH3/HSO4)n для n=2-6 осуществляется за счет кулоновского,
дисперсионного и водородно-связывающего взаимодействия. Водородные
связи N-H…O в ионных кластерах могут быть охарактеризованы как связи
средней силы. Объединение ионных пар в кластер приводит к существенному
выигрышу в энергии ион-ионного взаимодействия. При этом величины
энергии, рассчитанные на ионную пару, заметно увеличиваются с размером
кластера только до n=4, а затем меняются незначительно. По мере увеличения
размера кластера вклад дисперсионных взаимодействий в общую энергию
системы возрастает, тогда как вклад водородных связей становится меньше.

Список литературы состоит из 91 зарубежного источника

Форма заказа новой работы

Не подошла эта работа?

Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

Оставляя свои контактные данные и нажимая «Заказать Выпускную квалификационную работу», я соглашаюсь пройти процедуру регистрации на Платформе, принимаю условия Пользовательского соглашения и Политики конфиденциальности в целях заключения соглашения.

Фрагменты работ

Протонные ионные жидкости (ПИЖ) являются важным подклассом
ионных жидкостей (ИЖ) и обладают набором уникальных физико-химических
свойств (низкое давление паров, высокая термическая стабильность, высокая
ионная проводимость, большое электрохимическое окно), присущим ионным
жидкостям в целом. Их отличительной особенностью является присутствие
«активного» подвижного протона на катионе, позволяющего образовывать
водородные связи с анионом. В виду своей силы и направленности водородные
связи в ПИЖ определяют взаимную ориентацию катиона и аниона и
возникающие при этом структуры в жидком состоянии, влияя тем самым на их
физико-химические свойства. Как и в воде, наличие подвижных протонов и
протон-акцепторных центров в ПИЖ способствуют образованию сетки
водородных связей, которая обеспечивает высокую протонную проводимость
этих соединений, что позволяет использовать их при создании
протонпроводящих мембран для водородных топливных элементов. Благодаря
широкому спектру многих возможных комбинаций катионов и анионов,
составляющих ПИЖ, их изучение зачастую неосуществимо с помощью
экспериментальных методов, что вызывает необходимость применения методов
квантово-химических расчетов и компьютерного моделирования. Квантовохимические расчеты не только вносят ясность в понимание структуры и
характера взаимодействия между ионами в ПИЖ, но и позволяют обнаружить
определенные корреляции между структурой ионной жидкости и ее физикохимическими свойствами.

Введение.................................................................................................................... 3
1. Первая глава. Обзор литературы........................................................... 6
1.1. Водородная связь. Общие понятия, классификация ..................................... 6
1.2. Общие сведения об ионных жидкостях.......................................................... 9
1.3. Образование протонных ионных жидкостей ............................................... 11
1.4. Особенности водородных связей в протонных ионных жидкостях.......... 13
1.5. Квантово – химические методы в изучении структуры и
взаимодействий в протонных ионных жидкостях.............................................. 15
1.6. Квантово – топологический анализ межатомных взаимодействий
(теория Бейдера)..................................................................................................... 19
2. Вторая глава. Экспериментальная часть......................................... 23
2.1. Объекты исследования ................................................................................... 23
2.2. Методика компьютерных расчетов............................................................... 24
3. Третья глава. Результаты и их обсуждение..................................... 26
3.1. Кислотно  основное взаимодействие аммиака и его моно и
диэтилпроизводных с протонными кислотами................................................... 26
3.2. Изучение строения ионных кластеров гидросульфат этиламмония
(С2Н5NH3/HSO4)n (n=2-6) с водородными связями............................................. 32
4. Заключение и выводы............................................................................... 40
5. Список использованных источников................................................. 41
Приложение……………………………………………….………….………….51

Цель работы. Изучение структуры и межчастичных взаимодействий, а
прежде всего, свойств водородной связи в протонных ионных жидкостях при
помощи квантово-химических методов расчета.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
 исследование кислотно-основного взаимодействия аммиака и его
моно и диэтилпроизводных с протонными кислотами различной силы. Анализ
влияния силы кислоты и основания на тип образующегося в результате данного
4
взаимодействия комплекса. Изучение природы взаимодействий и особенностей
водородного связывания в образующихся соединений.
 Изучение структуры и взаимодействий между ионами в протонной
ионной жидкости гидросульфат этиламмония. Топологический анализ
водородных связей. Выявление особенностей в изменении структуры данной
ПИЖ при переходе от ионной пары к модели кластера.
В ходе работы обобщены и проанализированы результаты квантовохимических исследований кислотно-основного взаимодействия NH3 и
алкиламинов (R)nNH3-n (R=СН3, С2Н5, С3Н7, С4Н9 и n=1–3) с рядом протонных
кислот различной силы. Показано, что для оценки степени переноса протона от
кислоты к основанию в качестве альтернативы ΔpKa можно использовать
величины разности протонного сродства аниона кислоты и основания.
Установлено, что взаимодействие кислоты с NH3 и алкиламином сводится
к переносу протона и образованию ионных пар в том случае, если ΔPA < 400
кДж/моль или ΔpKa > 12. Увеличение параметра РА приводит к усилению
ион-ионного взаимодействия в ионных парах и ослаблению кислотноосновного взаимодействия в молекулярных комплексах.
Показано, что взаимодействие катиона этиламмония с гидросульфат
анионом как в единичной ионной паре, так и в ионных кластерах
(С2Н5NH3/HSO4)n для n=2-6 осуществляется за счет кулоновского,
дисперсионного и водородно-связывающего взаимодействия. Водородные
связи N-H…O в ионных кластерах могут быть охарактеризованы как связи
средней силы. Объединение ионных пар в кластер приводит к существенному
выигрышу в энергии ион-ионного взаимодействия. При этом величины
энергии, рассчитанные на ионную пару, заметно увеличиваются с размером
кластера только до n=4, а затем меняются незначительно. По мере увеличения
размера кластера вклад дисперсионных взаимодействий в общую энергию
системы возрастает, тогда как вклад водородных связей становится меньше.

Список литературы состоит из 91 зарубежного источника

Купить эту работу

Изучение водородных связей в протонных алкиламмониевых ионных жидкостях на основе квантово-химических расчетов

20000 ₽

или заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 3000 ₽

Гарантии Автор24

Изображения работ

Страница работы
Страница работы
Страница работы

Понравилась эта работа?

или

30 августа 2022 заказчик разместил работу

Выбранный эксперт:

Автор работы
maks.yablokov.50
4.5
Купить эту работу vs Заказать новую
0 раз Куплено Выполняется индивидуально
Не менее 40%
Исполнитель, загружая работу в «Банк готовых работ» подтверждает, что уровень оригинальности работы составляет не менее 40%
Уникальность Выполняется индивидуально
Сразу в личном кабинете Доступность Срок 1—6 дней
20000 ₽ Цена от 3000 ₽

5 Похожих работ

Выпускная квалификационная работа (ВКР)

Использование гомогенных катализаторов в органической химии

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Выпускная квалификационная работа (ВКР)

Технологии производства цемента

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
1500 ₽
Выпускная квалификационная работа (ВКР)

Особенности обучения химии студентов непрофильных направлений подготовки

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Выпускная квалификационная работа (ВКР)

Защита металлов от коррозии ВКР

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
1500 ₽
Выпускная квалификационная работа (ВКР)

Оценка качества соевого шрота по физико-химическим показателям на маслоэкстракционном заводе «Соя АНК»

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
1000 ₽

другие учебные работы по предмету

Готовая работа

Виробництво 2-хлорбензойної кислоти / Производство 2-хлорбензойной кислоты (на укр. языке)

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2500 ₽
Готовая работа

Установка производства Эмульсола ЭКС-А

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
3300 ₽
Готовая работа

Каталитические свойства соединений родия

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
1000 ₽
Готовая работа

влияние продуктов пчеловодства на белковый обмен

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2240 ₽
Готовая работа

Пеномоющие композиции. Шампунь

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2800 ₽
Готовая работа

Вивчення кінетики інгібування тирозинази деякими похідними бензіліденамінофенолів

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
8000 ₽
Готовая работа

Определение морфогенетического потенциала in vitro различных родов Salvia L.

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2240 ₽
Готовая работа

Установка получения дорожных битумов марки БНД - 60/90

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2000 ₽
Готовая работа

Сравнительный анализ побочных фармакологических эффектов контрацептивных препаратов системного действия

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2240 ₽
Готовая работа

Обоснование требований к токсикологическим свойствам инкапаситирующих композиций

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2500 ₽
Готовая работа

ВКР цех по производству керамической плитки. В состав выпускной квалификационной работы входят: Пояснительная записка 88 страниц машинописного текста,

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
5000 ₽
Готовая работа

Производство сахарина (6-нитро-2-аминофенол-4-сульфокислоты)

Уникальность: от 40%
Доступность: сразу
2500 ₽