СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА И ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ В СРАВНЕНИИ СОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ХРОМАТ- И ФОСФАТ-АНИОНОВ

Elena A Shmanina; Ekaterina V Bartashevich; Sophiya I Pechenyuk; Gennadiy G Mikhailov

Authors

Elena A Shmanina South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
Ekaterina V Bartashevich South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
Sophiya I Pechenyuk Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева, Кольский научный центр РАН. 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, Академгородок, д. 26
Gennadiy G Mikhailov South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

Keywords:

molecular electrostatic potential, electron density, Laplacian of electron density, QTAIM theory

Abstract

The comparative analysis of functions allocations was performed to describe a sorption activity of PO₄^3–, CrO₄^2– and their protonated forms. These functions were obtained on the basis of electron density and electrostatic potential properties of anions at the defined electron density contour to investi gate the possibility of these features in the description of the relative sorption activity of the ions.

Author Biographies

Elena A Shmanina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

аспирант, кафедра физической химии

Ekaterina V Bartashevich, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

кандидат химических наук, доцент, кафедра органической химии

Sophiya I Pechenyuk, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева, Кольский научный центр РАН. 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, Академгородок, д. 26

доктор химических наук, профессор

Gennadiy G Mikhailov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

доктор технических наук, профессор, кафедра физической химии

References

Особенности необратимой сорбции катионов тяжелых металлов гранулированным сорбентом на основе силикатов и алюмосиликатов кальция / Г.Г. Михайлов, А.Г. Морозова, Т.М. Лонзингер и др. // Вестник ЮУрГУ. – № 12(229). – 2011. – C. 46–53.

Печенюк, С.И. Сорбция анионов на оксигидроксидах металлов (обзор) / С.И. Печенюк // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2008. – Т. 8. – Вып. 3. – С. 380–429.

Шманина, Е.А. Локальные свойства электростатического потенциала в исследовании закономерностей сорбции на поверхности оксигидроксидов / Е.А. Шманина, Е.В. Барташевич, С.И. Печенюк // Сборник тезисов VII Всерос. конф. молодых учёных по химии и наноматериалам «Менделеев-2013». – С. 258–260.

Печенюк, С.И. Использование значения pH точки нулевого заряда для характеристики свойств оксогидроксидов / С.И. Печенюк // Известия РАН. Серия химическая. – 1999. – С. 1029.

Семушин, В.В. О свойствах поверхности титаногелей / В.В. Семушин, С.И. Печенюк // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2009. – Т. 9. – № 3. – С. 448–456.

Сорбция оксалат- и карбонат-ионов на цирконогелях / С.И. Печенюк, Л.Ф. Кузьмич, Ю.П. Семушина, Г.И. Кадырова // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2011. – Т. 11. – С. 372–381.

Печенюк, С.И. Конкурентная сорбция хромат-, оксалат- и карбонат-ионов на цирконогелях / С.И. Печенюк, Л.Ф. Кузьмич, Ю.П. Семушина // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2012. – Т. 12. – С.189–195.

Печенюк, С.И. Влияние природы соли-прекурсора оксигидроксидного сорбента на сорбцию оксалат-ионов / С.И. Печенюк, Л.Ф. Кузьмич, Ю.П. Семушина // Журнал физической химии. – 2012. – Т. 86. – № 9. – С. 1584–1587.

Печенюк, С.И. Адсорбционное сродство анионов к оксигидроксидам металлов / С.И. Печенюк, Л.Ф. Кузьмич, Ю.П. Семушина // Журнал физической химии. – 2013. – Т. 87. – № 3. – С. 505.

Koch, W. A chemist’s guide to density functional theory / W. Koch, M.C. Holthausen. – Weinheim. Wiley-VCH VerlagGmbH, 2001. – 293 p.

Granovsky, A. – http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html

Бейдер, Р. Атомы в молекулах. Квантовая теория / Р. Бейдер. – М.: Мир, 2001. – 532 с.

Keith, T.A. AIMALL, Version 12.06.03, 2012, Professional. – http://aim.tkgristmill.com.

Properties of atoms in molecules: atomic volumes / R.F.W. Bader, M.T. Carroll, J.R. Cheeseman, C. Chang // J. Am. Chem. Soc. – 1987. – V. 109. – P. 7968.

Lu, T. Multiwfn: a multifunctional wavefunction analyzer / T. Lu, F. Chen // Journal of Computational Chemistry. – 2012. – V. 33. – P. 580–592.

Hubschle, C.B. MoleCoolQt – a molecule viewer for charge-density research / C.B. Hubschle, B. Dittrich // J. Appl. Cryst. – 2011. –V. 44. – P. 238–240.

Edward, G.M. Calculated surface electrostatic potentials of molecular sieve models containing SiO4, A1O4 and PO4 units / G.M. Edward, J.S. Murray, P. Politzer // J. Mol. Graphics. – 1994. – V. 12. – P. 169–171.

Computational study of CO and NO adsorption on magnesium oxide nanotubes / J. Beheshtian, M. Kamfiroozi, Z. Bagheri, A. Ahmadi / Physica E. – V. 44. – 2011. – P. 546–549.

Nature of the NIMOS catalyst edge sites: an atom in molecules theory and electrostatic potential studies / Y. Aray, J. Rodrıguez, A.B. Vidal, S. Coll // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – V. 271. – 2007. – P. 105–116.

Politzer, P. The fundamental nature and role of the electrostatic potential in atoms and molecules / P. Politzer, J.S. Murray // Theor Chem Acc. – 2002. – V. 108. – P. 134–142.

Цирельсон, В.Г. Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и твердые тела: учебное пособие для вузов / В.Г. Цирельсон. – М.: Бином, 2010. – 496 с.

Murray, J.S. Expansion of the σ-hole concept / J.S. Murray, P. Lane, P. Politzer // J. Mol. Mod. – 2009. – V. 15. – P. 723.

Politzer, P. An overview of halogen bonding / P. Politzer, P. Lane, M.C. Concha et al. // J. Mol. Model. – 2007. – V. 13. – P. 305.

Politzer, P. Molecular surface electrostatic potentials in relation to noncovalent interactions in biological systems / P. Politzer, J.S. Murray, Z. Peralta-Inga // International Journal of Quantum Chemistry. – V. 85. – 2001. – P. 676–684.

Shields, Z.P. Directional tendencies of halogen and hydrogen bonds / Z.P. Shields, J.S. Murray, P. Politzer // Int. J. Quantum Chem. – 2010. – V. 110. – P. 2823.

Density functional tight-binding studies of carbon nanotube structures / Z. Peralta-Inga, P. Lane, J. S. Murray et al. // Journal of Structural Chemistry. – 2003. – 14(5). – P. 431–443.

Petrova, G.P. Enhanced reactivity of carbonyl compounds on MgO surface: A computational study / G.P. Petrova, G.N. Vayssilov, B. Galabov / Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – V. 342. – 2011 – P. 67–73.

Politzer, P. The electrostatic potential: an overview / P. Politzer, J.S. Murray // Theoretical Chemistry Accounts. – 2002. – V. 108. – P. 134.

Clark, T. σ-Holes / T. Clark // WIREs Computational Molecular Science. – 2013. – Vol. 3. – P. 13–20 (doi: 10.1002/wcms.1113).

Politzer, P. Halogen bonding: an electrostatically-driven highly directional noncovalent interaction / P. Politzer, J.S. Murray, T. Clark // Physical Chemistry Chemical Physics. – 2010. – V. 12. – P. 7748–7757.

Piland, G. Halogen bonding of substituted iodobenzenes with potential solvent molecules: A comparison of binding energies / G. Piland, P. Jasien // Computational and Theoretical Chemistry. – Vol. 988. – P. 19–26. – http://dx.doi.org/10.1016/j.comptc.2012.02.021.

Clark, T. σ-Hole bonding: molecules containing group VI atoms / T. Clark, P. Politzer // Journal Molecular Modeling. – 2007. – 13. – P. 1033–1038.

σ-Holes, π-holes and electrostatically-driven interactions / J.S. Murray, P. Lane, T. Clark et al. // Journal Molecular Modeling. – 2012. – V. 18. – P. 541–548.

Китайгородский, А.И. Молекулярные кристаллы / А.И. Китайгородский. – М.: Наука. – 1971. – 424 с.

Чупахин, А.П. Общая химия. Химическая связь и строение вещества: учебное пособие / А.П. Чупахин. – Новосибирск: Новосибирский государственный университет, 2003. – 168 с.