РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ РАДИКАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ КАК СПОСОБ РАЗВИТИЯ ВУЗОВСКОЙ НАУКИ

Авторы
Файлы

Виноградова М.Г. Артемьев А.А. Статья в формате PDF 120 KB

Организация научных исследований в вузах предполагает проведение фундаментальных исследований изучающих законы развития природы и общества, что повышает качество образования, т.к. наука - это база на которой основывается учебный процесс. Для успешного проведения таких исследований необходимо наличие научных школ, создание условий для эффективного использования научно-педагогического потенциала, а также вовлечение в исследование студентов и аспирантов.

В настоящее время кафедрой физической химии Тверского государственного университета и кафедрами естественнонаучных дисциплин Клинского института экономики и права и Тверского института экологии и права ведутся работы по проекту РФФИ 07-03-96403-рЦентр-а «Термохимическая кинетика радикальных реакций: математическое моделирование».

В течение многих лет, заявленный в проекте, коллектив ведет расчетно-теоретическое исследование по проблеме "Связь свойств веществ со строением молекул: математическое (компьютерное) моделирование" (номер гос. регистрации в ТвГУ 01.84.0085361), которая входит в Перечень приоритетных направлений химической науки. В центре внимания целенаправленный поиск новых структур, алгоритмы решения ряда теоретико-графовых и комбинаторных задач, возникающих в ходе сбора и обработки информации о структуре и свойствах веществ, создание экспертных информационных систем и баз данных, разработка количественных методов расчета и прогнозирования [1-3].

Нами разработаны методы перечисления изомеров замещения молекулярных полиэдров, методы теории графов для исследования корреляций "структура - свойство" органических молекул, методы квантовой химии и статистической термодинамики. Созданы оригинальные методики расчета на ЭВМ термохимических свойств органических веществ с точностью, сопоставимой с погрешностями эксперимента. Все эти разработки находят применение и в данном проекте.

Проект связан с разработкой расчетных методов исследования элементарных газофазных реакций радикального распада и замещения соединений вида:

ЭН_4-lХ_l, ЭН_3-lX_l-ЭН_3-l´Х_l´ ,... ЭН_4-l-mХ_lY_m, ... ; ЭН_3-lХ_l, ... ; ЭН_2-lХ_l, ...

(Э = С, Si, Ge, ... ; Х,Y,... = D, T, F, Cl, Br, I, CH₃, NO₂, ... ).

Нами проанализированы состояния числовых данных по термохимическим и хаpaктеристикам радикальных реакций распада и замещения, выполнены численные расчеты энтальпий образования молекул и свободных радикалов, средних энергий связей и энергий разрыва связей, тепловых эффектов, энергий активаций и их численные расчеты в рядах выбранных соединений.

Так, например, для реакций радикального распада и замещения вида:

ЭН_4-_lХ_l ⇒ ЭН_3-_lХ_l+ Н, ЭН_4-_lХ_l ⇒ ЭН_4-_lХ_l_-₁+ Х

R + ЭН_4-lХ_l ⇒ RH + ЭН_3-lХ_l, M + ЭН_4-lХ_l ⇒ MX + ЭН_4-lХ_l_-1

(Э = С, Si, ... ; Х = F, Cl, ... ; R = D, Cl, CH₃, ... ; M = Na, ... ).

Тепловые эффекты данных реакций есть не что иное, как энергии разрыва связей в исходной молекуле. Значит,

q_D^{(1) l} = a_D⁽¹⁾ +b_D⁽¹⁾l+c_D⁽¹⁾l²(l = 0, 1, 2, 3), q_D^{(2) l} = a_D⁽²⁾ +b_D⁽²⁾l+c_D⁽²⁾l² (l = 1, 2, 3, 4).

q_S^(1)l = a_S⁽¹⁾ + b_S⁽¹⁾l+c_S⁽¹⁾l² (l = 0, 1, 2, 3), q_S^(2)l = a_S⁽²⁾+ b_S⁽²⁾l + c_S⁽¹⁾l²(l = 1, 2, 3, 4),

где a_S⁽¹⁾, b_S⁽¹⁾, с_S⁽¹⁾, ... - некоторые параметры.

В таком же виде можно представить и энергии активаций

В табл. 1. приведены экспериментальные [4] и предсказанные энергии активаций ряда реакций радикального распада и замещения Х-замещённых метана. Звездочкой здесь помечены значения, вычисленные нами с использованием квадратичной (частично, линейной) зависимости.

Таблица 1. Энергии активации реакций радикального распада и замещения (в кДж/моль)

Уравнение реакции	ε_l	Уравнение реакц	ε_l
СН₃I = СН₃ + I	226	СF₃NO₂ = СF₃ + NO₂	268*
С₂Н₅I= С₂Н₅+I	218	СF₂(NO₂)₂ = СF₂NO₂+NO₂	198
(СН₃)₂СНI=(СН₃)₂СН+I	193	СF(NO₂)₃= СF(NO₂)₂+NO₂	175
(СН₃)₃СI=(СН₃)₃С+I	189	С(NO₂)₄= С(NO₂)₃ + NO₂	160
СН₃NO₂ = СН₃ + NO₂	228	СCl₃ NO₂ = СCl₃ + NO₂	154
С₂Н₅NO₂ = С₂Н₅+NO₂	218*	СCl₂(NO₂)₂ = СCl₂ NO₂+NO₂	143
(СН₃)₂СНNO₂=(СН₃)₂СН+NO₂	225*	СCl(NO₂)₃= СCl(NO₂)₂+NO₂	152
(СН₃)₃СNO₂=(СН₃)₃С+NO₂	249*	С(NO₂)₄= С(NO₂)₃ + NO₂	160
СН₂(NO₂)₂ = СН₂NO₂+ NO₂	200*	Н+СН₃Cl = HCl +СН₃	30,1
СH₃CH(NO₂)₂=СH₃CHNO₂+NO₂	197	H+СН₂Cl₂=HCl+СН₂Cl	24,3
(СН₃)₂С(NO₂)₂=(СН₃)₂NO₂+NO₂	211	H+СНCl₃= HCl +СНCl₂	18,0
СН₃С(NO₂)₃=СН₃С(NO₂)₂+NO₂	181	H +СCl₄= HCl +СCl₃	13,8

На основе анализа экспериментального и расчетного материала выявлены определенные закономерности в рядах однотипных реакций, построены графические зависимости вида «Свойство - степень замещения».

Несомненно, проведение фундаментальных исследований на базе конкретных учебных заведений способствует развитию вузовской науки, приобщению аспирантов и студентов к научным изысканиям, к расширению теоретических познаний и приобретению пpaктических навыков.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 07-03-96403-рЦентр-а)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Папулов Ю.Г., Виноградова М.Г.. Расчетные методы в атом-атомном представлении: Монография. Тверь: ТвГУ, 2002. 232 с.
Папулов Ю.Г., Виноградова М.Г. Энергия химических связей: основные закономерности и методы расчета: Обзор //Вестн. ТвГУ. Сер. Химия.2006.№ 3. С.5-39.
Виноградова М.Г., Папулов Ю.Г. Методология расчёта энергий химических связей.//Современные проблемы развития фундаментальной науки: по результатам регионального конкурса РФФИ 2006 года. - Тверь: Лилия Принт, 2006 . С.9-14.
Веденеев В.И., Кибкало А.А. Константы скорости газофазных мономолекулярных реакций. М.: Наука, 1972. 164 с.

ФИТОСАНИТАРНОЕ ОЗДОРОВЛЕНИЕ ЗЕРНОВЫХ И ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ

Показана возможность использования электрохимически активированной воды (в виде анолита и католита) для повышения урожайности зерновых и овощных (картофеля) культур и улучшения фитосанитарной ситуации с помощью модуля активации оросительной воды. Наиболее энтомоцидным действием в отношении пшеничного трипса обладал анолит с окислительно-восстановительным потенциалом +600 и +900 мВ. Католит с ОВП – 700 мВ способствовал увеличению всхожести до 96%. Хороший результат в борьбе против колорадского жука давала предпосевная обработка клубней картофеля вначале анолитом, а потом католитом. Заселенность кустов колорадским жуком и проволочником снизилась на 37–83%. Наиболее эффективно в плане оптимизации фитосанитарного состояния посевов сочетание предпосевной обработки семян с последующим опрыскиванием стeблестоя католитом или анолитом. ...

07 11 2026 4:22:27

ВАРИАНТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПОГРАФИИ СИНУСНО-ПРЕДСЕРДНОГО УЗЛА СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 114 KB...

06 11 2026 21:52:13

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ РАЗЛОЖЕНИЯ ПЕРОКСОДИСУЛЬФАТА АММОНИЯ В АММИАЧНОМ РАСТВОРЕ В ПРИСУТСТВИИ ДРЕВЕСИНЫ

Статья в формате PDF 306 KB...

05 11 2026 13:37:27

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАРАВАЗАЛЬНОЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ ВНУТРИОРГАННЫХ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ МАЛОГО КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ

Статья в формате PDF 122 KB...

04 11 2026 21:48:34

К МЕХАНИЗМУ ФОРМИРОВАНИЯ АФФЕКТИВНОГО СТАТУСА У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ, НАХОДЯЩИХСЯ НА ГЕМОДИАЛИЗЕ

Статья в формате PDF 129 KB...

03 11 2026 11:33:44

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ СТРУКТУРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ

Статья в формате PDF 121 KB...

02 11 2026 2:43:57

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЭТОГРАММ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПОВЕДЕНИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА НАСТОЯЩИЕ ТЮЛЕНИ НА ПРИМЕРЕ ГРЕНЛАНДСКОГО ТЮЛЕНЯ

Статья в формате PDF 251 KB...

01 11 2026 13:20:54

Методологические проблемы изучения современного развития экологической культуры народов Северного Кавказа

Статья в формате PDF 135 KB...

31 10 2026 2:38:11

АКТУАЛЬНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ФИЗКУЛЬТУРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ РОССИЙСКОГО ОБЩЕСТВА

Статья в формате PDF 115 KB...

30 10 2026 20:23:51

КУЛЬТУРА МЫСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАК БИОПСИХОСОЦИАЛЬНЫЙ ФЕНОМЕН

Статья в формате PDF 117 KB...

29 10 2026 21:28:45

ПРИМЕНЕНИЕ МЕАТОТИМПАНАЛЬНОЙ НОВОКАИНОВОЙ БЛОКАДЫ В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ ОТИТОВ У СОБАК

В работе изучено состояние клинико-иммунологического статуса при хронических и инфекционно-аллергических отитах у собак. Дана сравнительная оценка сочетанного применения меатотимпaнaльной новокаиновой блокады с лекарственными препаратами при лечении отитов у собак с другими известными методами и изучено их влияние на клеточные и гумopaльные звенья иммунной системы. ...

28 10 2026 17:23:27

Расчет трaнcдермальной абсорбции компонентов минеральных растворов в роговом слое эпидермиса

Статья в формате PDF 103 KB...

27 10 2026 7:53:44

ПЕДАГОГ – РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТОВ: МОДУЛЬ «СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЕДАГОГА» (учебно-методическое пособие)

Статья в формате PDF 139 KB...

26 10 2026 0:11:13

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСИММЕТРИИ ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ СИСТЕМЕ НАПРЯЖЕНИЙ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Статья в формате PDF 131 KB...

25 10 2026 17:54:33

ИДЕИ В.И.ВЕРНАДСКОГО В ПАРАДИГМЕ НООСФЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 131 KB...

24 10 2026 11:28:27

Серотонинпродуцирующие тучные клетки и клеточное обновление эпителиоцитов десны при воспалительных заболеваниях пародонта

Статья в формате PDF 115 KB...

23 10 2026 2:24:42

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИНЦИПА ПРЕЕМСТВЕННОСТИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ХИМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ МЕДИЦИНСКОГО

Статья в формате PDF 215 KB...

22 10 2026 14:34:23

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЕЛОЭРГОМЕТРИИ У БОЛЬНЫХ ИБС И ИБС В СОЧЕТАНИИ С ИНСУЛИННЕЗАВИСИМЫМ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ

Статья в формате PDF 89 KB...

21 10 2026 15:55:41

ПРИОРИТЕТНЫЕ ИМПЕРАТИВЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 241 KB...

20 10 2026 22:56:31

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНА

Статья в формате PDF 133 KB...

19 10 2026 23:31:13

Фитоценотическая роль видов и ее значение в поддержании устойчивости тундровых фитоценозов к механическим воздействиям

В статье рассмотрена реакция видов растений тундровых сообществ европейского северо-востока на механические нарушения. Выявлено, что основная роль в обеспечении устойчивости фитоценозов принадлежит видам-содоминантам и субдоминантам, которые способны временно доминировать (содоминировать) в сообществе, существенно не меняя его структуры. Это обстоятельство необходимо принимать во внимание при разработке экосиcтемных нормативов, которые должны быть ориентированы только на флуктуационную динамику фитоценозов. ...

18 10 2026 21:35:11

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ «КИСЛОВОДСКИЙ НАРЗАН» В ПРОФИЛАКТИКЕ РЕЦИДИВОВ ГАСТРОЭЗОФАГЕАЛЬНОЙ РЕФЛЮКСНОЙ БОЛЕЗНИ

Статья в формате PDF 129 KB...

17 10 2026 23:14:23

ИММУНО-ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАЗАЛЬНО-АССОЦИИРОВАННОЙ ЛИМФОИДНОЙ ТКАНИ (НАЛТ)

В настоящей работе представлены авторские иммуно - цитологические методики исследования назально - ассоциированной лимфоидной ткани (НАЛТ), позволяющие судить о состоянии местной клеточной защиты (МКЗ). В объем исследований были включены способы цитологического анализа НАЛТ, определения эпителиально - лимфоцитарного соотношения, идентификации популяций лимфоцитов, оценки степени генерации лимфоцитов, репродукции клеток, взаимодействия эпителиальных М- клеток и лимфоцитов, макрофагов и лимфоцитов в цитограммах НАЛТ. Описанные методики имеют ряд преимуществ перед существующими аналогами и могут быть эффективно использованы в клинической и лабораторной пpaктике. ...

16 10 2026 19:26:31

Принципы оценки гормонального профиля в процессе становления развития репродуктивной функции у девочек и дeвyшек-подростков

Статья в формате PDF 117 KB...

15 10 2026 16:34:30

ЭТНОДИДАКТИКА НАРОДОВ РОССИИ – ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ ЮНЕСКО

Статья в формате PDF 230 KB...

14 10 2026 22:58:28

ТОПОГРАФОАНАТОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НА РАННИХ СТАДИЯХ ОНТОГЕНЕЗА ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 115 KB...

13 10 2026 11:13:18

К ВОПРОСУ О ПОВТОРЕ КАК ЯЗЫКОВОМ ЯВЛЕНИИ

Статья в формате PDF 247 KB...

12 10 2026 17:20:26

КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ АГРЕССИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ ПОДРОСТКОВ 13 ЛЕТ С ДЕЛИНКВЕНТНЫМИ ФОРМАМИ ПОВЕДЕНИЯ

Статья в формате PDF 121 KB...

11 10 2026 17:32:43

ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЦИКЛОПЕНТИЛАДЕНОЗИНА И ЛИДОКАИНА ПРИ ГЛОБАЛЬНОЙ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА У МЫШЕЙ

Статья в формате PDF 245 KB...

10 10 2026 22:21:59

ЭТИОПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ШКОЛЬНЫХ ТРУДНОСТЕЙ У ПЕРВОКЛАССНИКОВ

Статья в формате PDF 122 KB...

09 10 2026 22:47:38

МАЛОЕ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО КАК ИНСТИТУТ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

Статья в формате PDF 108 KB...

08 10 2026 16:21:12

НАНОБАКТЕРИИ КАК НОВЫЙ ЭТИОЛОГИЧЕСКИЙ АГЕНТ

Статья в формате PDF 245 KB...

07 10 2026 15:49:32

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МЕТАДАННЫХ ДЛЯ ПУБЛИКАЦИЙ ПО БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ В СЕМАНТИЧЕСКОМ ВЕБЕ

В работе показано как, используя концептуальный язык «Бинарная Модель Знаний», можно представлять метаданные для публикаций по биологии медицине в Семантическом Вебе. Представление метаданных дается в форме соответствующих онтологий. ...