Химия и химические технологии/2.
Теоретическая химия
Д.х.н., проф. Бабкин В.А., Кудряшов А.В.
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Себряковский филиал, Россия
Квантово
-химический расчет молекулы диена изопрена
Подробно критический
анализ по полимеризации изопрена выполнен в работе [1]. Однако, до сих пор
геометрическое и электронное этого диена не изучено.
В связи с этим, целью
настоящей работы являются квантово-химический расчет молекулы изопрена методом
СNDO/2 в
параметризации Сантри- Попла-Сегала [3] с оптимитизацией геометрии по всем
параметрам стандартным градиентным методом в приближении изолированной молекулы
в газовой фазе и оценка его кислотной силы.
Результаты расчетов.
Геометрическое и
электронное строение, общая энергия изопрена -Е0, суммарная энергия
связей – Ев показана на рис. 1. Использую известную формулу [ 2 ] рКа=
43.7-190.3 * qH+max( CNDO/2 R= 0,97 , R- коэффициент корреляции) для
исследуемой молекулы С5H8 (qH+ =+0,01, см. рис 1) определяем рКа =+ 41.79.
Рис.1 Геометрическое и электронное
строение изопрена (EO = -41.41A.U., ECB = -5.48 A.U., D = 4.3 dB).
Таким образом,
выполненный квантово-химический расчет молекулы изопрена методом CNDO/2 позволит получить оптимизированное
электронное и геометрическое строение этого соединения. Теоретическая оценка
кислотной силы С5H8 рКа =+ 39.8 показала, что он относится к классу очень слабых
Н-кислот (рКа> +14)
Таблица №1
Длины связей и валентные
углы изопрена
|
Длина
связей |
R,А |
Валентные
углы |
Град
|
|
С(1)-С(2) |
1.40 |
С(3) -C(1)-C(2) |
103 |
|
С(1)-H(4) |
1.13 |
H(4)-C(1)-C(2) |
129 |
|
С(2)-H(5) |
1.13 |
H(5)-C(1)-C(2) |
124 |
|
С(2)-С(3) |
1.45 |
Н(6)-C(3)-C(2) |
113 |
|
С(3)-Н(6) |
1.12 |
Н(7)-C(3)-C(2) |
109 |
|
С(3)-Н(7) |
1.12 |
Н(8)-C(3)-C(2) |
114 |
|
С(3)-Н(8) |
1.12 |
С(9)-С(2)-С(3) |
111 |
|
С(2)-С(9) |
1.71 |
Н(9)-С(9)-С(2) |
117 |
|
С(9)-Н(10) |
1.11 |
С(11)-С(9)-С(2) |
123 |
|
С(9)-С(11) |
1.32 |
Н(2)-С(11)-С(9) |
124 |
|
С(11)-Н(12) |
1.11 |
Н(13)-С(11)С(9) |
121 |
|
С(11)-Н(13) |
1.12 |
Н(4)-С(1)-Н(5) |
107 |
|
|
|
С(1)-С(2)-С(9) |
136 |
Литература:
1. Кеннеди
Дж. Катионная полимеризация олефинов.
2. Бабкин В.А. Строение активных
центров, механизм инициирования и роста цепи при катионной полимеризации
олефинов в присутствии комплексных катализаторов. Докторская диссертация.
Институт химической физики им. академика Н.Н. Семёнова, 214с.
3. Сегал Дж. Полу эмпирические методы
расчета электронных структур. М. Мир, 1980, с.327.