The application of numerical inversion of the laplace transform to calculate the density of molecular states

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

To estimate the rate constants of monomolecular reactions using quasi-equilibrium statistical theory, information on the density of discrete states of molecules is required. In the present work, a new approach to calculating the density of discrete states of stable molecules and transition complexes is proposed, which is based on the numerical inversion of the Laplace transform. To test the method, the calculations of model systems including H₂O, NH₃, CD4 and с-C₃H₆ molecules were carried out. It is shown that at energies less than 200 kcal/mol, the relative error in calculating the density of discrete states does not exceed 0.5%. The results obtained by this method can be used, for instance, to estimate the rate constants of reactions involving organic radicals formed in the troposphere and tropopause.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

S. Adamson

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

D. Kharlampidi

Moscow State Pedagogical University; RUDN University

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow; Moscow

G. Golubkov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences; National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow; Moscow

Y. Dyakov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

I. Morozov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

O. Olkhov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

I. Rodionov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

I. Rodionova

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

I. Stepanov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

D. Shestakov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

M. Golubkov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sergey.o.adamson@gmail.com
Rússia, Moscow

Bibliografia

  1. Morozov I.I., Vasiliev E.S., Volkov N.D. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2022. V. 16. № 5. P. 877. https://doi.org/10.1134/S1990793122050220
  2. Adamson S.O., Kharlampidi D.D., Shtyrkova A.S. et al. // Atoms. 2023. V. 11. № 10. 132. https://doi.org/10.3390/atoms11100132
  3. Adamson S.O., Kharlampidi D.D., Shtyrkova A.S. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2024. V. 18. № 3. P. 627. https://doi.org/ 10.1134/S1990793124700192
  4. Vasiliev E.S., Volkov N.D., Karpov G.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2020. V. 94. № 10. P. 1484. https://doi.org/10.1134/S0036024420100295
  5. Vasiliev E.S., Volkov N.D., Karpov G.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. № 5. P. 789. https://doi.org/10.1134/S1990793121050213
  6. Vasiliev E.S., Karpov G.V., Shartava D.K. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2022. V. 16. № 3. P. 388. https://doi.org/10.1134/S1990793122030113
  7. Morozov I.I., Vasiliev E.S., Butkovskaya N.I. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. № 5. P. 1091. https://doi.org/10.1134/S1990793123050251
  8. Dyakov Y.A., Adamson S.O., Butkovskaya N.I. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2024. V. 18. № 3. P. 682. https://doi.org/10.1134/S1990793124700179
  9. Asplund G., Grimvall A., Jonsson S. // Chemosphere. 1994. V. 28. № 8. P. 1467. https://doi.org/10.1016/0045-6535(94)90241-0
  10. Hoekstra E.J. // Chemosphere. 2003. V. 52. № 2. P. 355. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(03)00213-3
  11. Smith D.J., Setser D.W., Kim K.C. et al. // J. Phys. Chem. 1977. V. 81. № 9. P. 898. https://doi.org/10.1021/j100524a019
  12. Ebrecht J., Hack W., Wagner H.G. // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1989. V. 93. № 5. P. 619. https://doi.org/10.1002/bbpc.19890930520
  13. Markert F., Pagsberg P. // Chem. Phys. Lett. 1993. V. 209. № 5-6. P. 445. https://doi.org/10.1016/0009-2614(93)80115-6
  14. Marcus R.A., Rice O.K. // J. Phys. Colloid Chem. 1951. V. 55. № 6. P. 894. https://doi.org/10.1021/j150489a013
  15. Marcus R.A. // J. Chem. Phys. 1952. V. 20. № 3. P. 359. https://doi.org/10.1063/1.1700424
  16. Baer T., Mayer P.M. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1997. V. 8. № 2. P. 103. https://doi.org/10.1016/S1044-0305(96)00212-7
  17. Troe J. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1997. V. 93. № 5. P. 885. https://doi.org/10.1039/A606453A
  18. Wieder G.M., Marcus R.A. // J. Chem. Phys. 1962. V. 37. № 8. P. 1835. https://doi.org/10.1063/1.1733376
  19. Marcus R.A. // J. Chem. Phys. 1965. V. 43. № 8. P. 2658. https://doi.org/10.1063/1.1697191
  20. Rosenstock H.M., Wallenstein M.B, Wahrhaftig A.L. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. 1952. V. 38. № 8. P. 667. https://doi.org/10.1073/pnas.38.8.667
  21. Rosenstock H.M. // J. Chem. Phys. 1961. V. 34. № 6. P. 2182. https://doi.org/10.1063/1.1731842
  22. Mozurkewich M., Benson S.W. // J. Phys. Chem. 1984. V. 88. № 25. P. 6429. https://doi.org/10.1021/j150669a073
  23. Mozurkewich M., Lamb J.J., Benson S.W. // J. Phys. Chem. 1984. V. 88. № 25. P. 6435. https://doi.org/10.1021/j150669a074
  24. Lamb J.J., Mozurkewich M., Benson S.W. // J. Phys. Chem. 1984. V. 88. № 25. P. 6441. https://doi.org/10.1021/j150669a075
  25. Nordholm S. // Chem. Phys. 1989. V. 129. № 3. P. 371. https://doi.org/10.1016/0301-0104(89)85007-4
  26. Harrington R.E., Rabinovitch B.S., Diesen R.W. // J. Chem. Phys. 1960. V. 32. № 4. P. 1245. https://doi.org/10.1063/1.1730882
  27. Schneider F.W., Rabinovitch B.S. // J. Am. Chem. Soc. 1962. V. 84. № 22. P. 4215. https://doi.org/10.1021/ja00881a006
  28. Current J.H., Rabinovitch B.S. // J. Chem. Phys. 1963. V. 38. № 4. P. 783. https://doi.org/10.1063/1.1733764
  29. Haarhoff P.C. // Mol. Phys. 1963. V. 6. № 3. P. 337. https://doi.org/10.1080/00268976300100381
  30. Astholz D.C., Troe J., Wieters W. // J. Chem. Phys. 1979. V. 70. № 11. P. 5107. https://doi.org/10.1063/1.437352
  31. Stein S.E., Rabinovitch B.S. // J. Chem. Phys. 1973. V. 58. № 6. P. 2438. https://doi.org/10.1063/1.1679522
  32. Beyer T., Swinehart D.F. // Commun. ACM. 1973. V. 16. № 6. P. 379. https://doi.org/10.1145/362248.362275
  33. Rabinovitch B.S., Diesen R.W. // J. Chem. Phys. 1959. V. 30. № 3. P. 735. https://doi.org/10.1063/1.1730036
  34. Rabinovitch B.S., Current J.H. // J. Chem. Phys. 1961. V. 35. № 6. P. 2250. https://doi.org/10.1063/1.1732253
  35. Whitten G.Z., Rabinovitch B.S. // J. Chem. Phys. 1963. V. 38. № 10. P. 2466. https://doi.org/10.1063/1.1733526
  36. Thiele E. // J. Chem. Phys. 1963. V. 39. № 12. P. 3258. https://doi.org/10.1063/1.1734187
  37. Whitten G.Z., Rabinovitch B.S. // J. Chem. Phys. 1964. V. 41. № 6. P. 1883. https://doi.org/10.1063/1.1726175
  38. Tardy D.C., Rabinovitch B.S., Whitten G.Z. // J. Chem. Phys. 1968. V. 48. № 3. P. 1427. https://doi.org/10.1063/1.1668840
  39. Berblinger M., Schlier C. // J. Chem. Phys. 1992. V. 96. № 9. P. 6834. https://doi.org/10.1063/1.462572
  40. Lin S.H., Eyring H. // J. Chem. Phys. 1965. V. 43. № 6. P. 2153. https://doi.org/10.1063/1.1697098
  41. Tou J.C., Lin S.H. // J. Chem. Phys. 1968. V. 49. № 9. P. 4181. https://doi.org/10.1063/1.1670734
  42. Hoare M.R., Ruijgrok T.W. // J. Chem. Phys. 1970. V. 52. № 1. P. 113. https://doi.org/10.1063/1.1672655
  43. Hoare M.R. // J. Chem. Phys. 1970. V. 52. № 11. P. 5695. https://doi.org/10.1063/1.1672846
  44. Forst W. // Chem. Rev. 1971. V. 71. № 4. P. 339. https://doi.org/10.1021/cr60272a001
  45. Dubner H., Abate J. // J. ACM. 1968. V. 15. № 1. P. 115. https://doi.org/10.1145/321439.321446
  46. Hoare M.R., Pal P. // Mol. Phys. 1971. V. 20. № 4. P. 695. https://doi.org/10.1080/00268977100100661
  47. Bauer S.H. // J. Chem. Phys. 1939. V. 7. № 12. P. 1097. https://doi.org/10.1063/1.1750379
  48. Magee J.L., Hamill W.H. // J. Chem. Phys. 1959. V. 31. № 5. P. 1380. https://doi.org/10.1063/1.1730603
  49. Schlag E.W., Sandsmark R.A. // J. Chem. Phys. 1962. V. 37. № 1. P. 168. https://doi.org/10.1063/1.1732944
  50. Haarhoff P.C. // Mol. Phys. 1964. V. 7. № 2. P. 101. https://doi.org/10.1080/00268976300100871
  51. Forst W., Prášil Z., St. Laurent P. // J. Chem. Phys. 1967. V. 46. № 10. P. 3736. https://doi.org/10.1063/1.1840445
  52. Forst W. // J. Chem. Phys. 1968. V. 48. № 8. P. 3665. https://doi.org/10.1063/1.1669667
  53. Döntgen M. // AIP Adv. 2016. V. 6. № 9. 095318. https://doi.org/10.1063/1.4963921
  54. Lin S.H., Eyring H. // J. Chem. Phys. 1963. V. 39. № 6. P. 1577. https://doi.org/10.1063/1.1734483
  55. Kislov V.V., Nguyen T.L., Mebel A.M. et al. // J. Chem. Phys. 2004. V. 120. № 15. P. 7008. https://doi.org/10.1063/1.1676275
  56. Schlag E.W., Sandsmark R.A., Valance W.G. // J. Chem. Phys. 1964. V. 40. № 5. P. 1461. https://doi.org/10.1063/1.1725346
  57. Forst W., Práŝil Z. // J. Chem. Phys. 1969. V. 51. № 7. P. 3006. https://doi.org/10.1063/1.1672449
  58. Schmittroth L.A. // Commun. ACM. 1960. V. 3. № 3. P. 171. https://doi.org/10.1145/367149.367172
  59. Tolman R.C. The Principles of Statistical Mechanics. New York: Oxford University Press, 1938.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Dependence of the root-mean-square error σ(W) for the H₂O molecule on the ratio Eₘₐₓ/Eᵤ.

Baixar (29KB)
Metadados
3. Fig. 2. Dependence of the lower values ​​of the function W(E ) for the H₂O molecule on the ratio Eₘₐₓ/Eᵤ: circles correspond to energy E = 5 kcal/mol; squares – E = 10 kcal/mol; diamonds – E =15 kcal/mol.

Baixar (29KB)
Metadados
4. Fig. 3. Dependence of the relative calculation error DW/W(E ) on the energy E for model systems: circles — H₂O molecule; squares — NH₃; diamonds — CD4; triangles — c-C₃H₆.

Baixar (36KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».