QUANTUM-MECHANICAL CALCULATION OF THE STRUCTURAL AND ENERGETIC CHARACTERISTICS OF THE FLUORINEALCANES
- Authors: Kotomkin A.V.1, Orlov Y.D1
-
Affiliations:
- Tver State University
- Issue: No 15 (2023)
- Pages: 456-464
- Section: First-principles and atomistic modeling
- URL: https://journal-vniispk.ru/2226-4442/article/view/378476
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2023.15.456
- EDN: https://elibrary.ru/QZUFIX
- ID: 378476
Cite item
Full Text
Abstract
Within the «quantum theory of atoms in molecules» the charge q and volume V of topological atoms A and atomic groups R of fluorinated molecules of ethanes C2HmFk, where 0 ≤ m, k ≤ 6 and m+k = 6 and propanes C3HmFk, where 0 ≤ m, k ≤ 8, m+k = 8, has been calculated by Aimall software package. Optimization of the geometry and finding of the electron density distribution (ρ(r)) has been carried out by the GAUSSIAN 03 program with the B3LYP 6-311++G (3df,3pd) 6d 10f level of theory. Influence of fluorine atoms on near atomic groups has been studied. The absence of the transferable functional groups has been showed. A conclusion has been made about unsuitability of the evaluation of properties by additive methods, which do not consider differences in electron structures for this class of compounds. The enthalpy of formation ΔfH0 of 38 molecules of fluorethanes and fluorpropanes has been computed by the G4 method. The comparison with the experimental values has shown good coherence. Results of this work is planned to be used in designing additive models for prediction of thermodynamic and thermochemical properties of organic fluorinated compounds.
About the authors
Alexei V. Kotomkin
Tver State University
Email: prospectpobedy@mail.RUS
Tver, Russia
Yury D Orlov
Tver State UniversityTver, Russia
References
- Колесов, В.П. Термохимия галогензамещенных этана / В.П. Колесов, Т.С. Папина // Успехи химии.- 1983. - Т. 52. - Вып. 5. - С. 754-776. doi: 10.1070/RC1983v052n05ABEH002829.
- Орлов, Ю. Д. Расчет энтальпий образования свободных радикалов и энергий диссоциации химических связей по методу групповых вкладов. Сообщение 3. Соединения с электроотрицательными заместителями / Ю. Д. Орлов, Ю. А. Лебедев, Б. Л. Корсунский // Известия Академии наук СССР. Серия химическая. - 1984. - № 7. - С. 1550-1555. - EDN FFXPTY.
- Орлов, Ю. Д. Определение энтальпий образования органических свободных радикалов по энергиям диссоциации связей. Сообщение 2. Галогензамещенные радикалы / Ю. Д. Орлов, Р. Х. Зарипов, Ю. А. Лебедев // Известия Академии наук. Серия химическая. - 1998. - № 4. - С. 643-646. - EDN HFKHCA.
- Бейдер, Р. Атомы в молекулах: Квантовая теория / Р. Бейдер. - М.: Мир, 2001. - 532 с.
- Mezey, P.G. Quantum chemical shape: new density domain relations for the topology of molecular bodies, functional groups, and chemical bonding / P.G. Mezey // Canadian Journal of Chemistry. - 1994. - V. 72.- №. 3. - P. 928-935. doi: 10.1139/v94-120.
- Mezey, P.G. Holographic electron density shape theorem and its role in drug design and toxicological risk assessment / P.G. Mezey // Journal of Chemical Information and Computer Sciences. - 1999. - V. 39. - I. 2.- P. 224-230. doi: 10.1021/ci980072y.
- Электронные параметры 1,1,1-трифторалканов / А. В. Котомкин, Н. П. Русакова, В. В. Туровцев, Ю. Д. Орлов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2019. - Т. 62, № 1. - С. 31-37. - doi: 10.6060/ivkkt.20196201.5517. - EDN YVJDLF.
- Электронные параметры молекул ряда 1,1 дифторалканов / А. В. Котомкин, Н. П. Русакова, В. В. Туровцев, Ю. Д. Орлов // Вестник Технологического университета. - 2015. - Т. 18, № 13. - С. 23-25. - EDN UHHARN.
- Электронные параметры монофторалканов / А. В. Котомкин, Н. П. Русакова, В. В. Туровцев, Ю. Д. Орлов // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия. - 2016. - № 4. - С. 88-94. - EDN XRGWLP.
- Электронные параметры структурных изомеров k,k - дифтороктана / А. В. Котомкин, Н. П. Русакова, В. В. Туровцев, Ю. Д. Орлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - № 12. - С. 438-445. - doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.438. - EDN HVWZKH.
- Quiñónez, P.B. AIM study on the influence of fluorine atoms on the alkyl chain / P.B. Quiñónez, A. Vila, A.M. Graña, R.A. Mosquera // Chemical Physics. - 2003. - V. 287. - I. 1-2. - P. 227-236. doi: 10.1016/S0301-0104(02)00993-X.
- NIST chemistry webbook, NIST standard reference database number 69. - Режим доступа: http://webbook.nist.gov. - 1.01.2023. doi: 10.18434/T4D303.
- Khursan, S.L. The standart enthalpies of formation of fluorinated alkanes: nonempirical quantum-chemical calculations / S.L. Khursan // Russian Journal of Physical Chemistry. - 2004. - V. 78. - S. 1. - P. S34-S42.
- Curtiss, L.A. Gaussian-4 theory / L.A. Curtiss, P.C. Redfern, K. Raghavachari // The Journal of Chemical Physics. - 2007. - V. 126. - I. 8. - P. 084108-1-084108-12. doi: 10.1063/1.2436888.
- Frisch, M.J. Gaussian 03 (Revision E 0.1 SMP) / M.J. Frisch, G.W. Canceucks, H.B. Schlegel et al. - Pittsburgh PA: Gaussian Inc., 2007.
- Keith, T.A. AIMAll (Version 11.09.18, Professional). - Режим доступа: www.url: http://aim.tkgristmill.com. - 1.08.2020.
Supplementary files
