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.

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕРРИТОРИЙ

Статья в формате PDF 111 KB...

28 07 2026 21:14:21

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ГЕОМЕТРИИ

Статья в формате PDF 119 KB...

27 07 2026 10:17:15

ГЕНДЕРНЫЕ АСПЕКТЫ ВОЕННО-ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ДЕВУШЕК-КУРСАНТОВ

Статья в формате PDF 307 KB...

26 07 2026 16:57:59

ИССЛЕДОВАНИЕ КЕРАМИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Статья в формате PDF 266 KB...

25 07 2026 7:26:22

ДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ ОСТРОГО ПАНКРЕАТИТА У ДЕТЕЙ

Статья в формате PDF 129 KB...

24 07 2026 18:26:55

ЛИЧНОСТНО – ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ КАЧЕСТВА ХИМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ХИМИКО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

Статья в формате PDF 206 KB...

23 07 2026 16:45:45

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

Статья в формате PDF 117 KB...

22 07 2026 20:43:36

КРИМИНАЛЬНАЯ АГРЕССИЯ ПСИХИЧЕСКИ БОЛЬНЫХ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РОССИИ

Проведен анализ криминальной агрессии лиц с психическими расстройствами в различные социально-экономические периоды развития России (советский, перестройка, современный период). Выявлена прямая корреляционная зависимость уровня криминальной агрессии лиц с умственной отсталостью со снижением уровня жизни. Существенную роль в формировании криминальной агрессии указанного контингента играли корыстные мотивы. Предлагаются методы первичной и вторичной психопрофилактики. ...

21 07 2026 1:47:59

Сравнительный анализ природопользования Калужской и Костромской областей

Статья в формате PDF 266 KB...

20 07 2026 2:27:24

Особенности репаративной регенерации печени при острой токсической гепатопатии в условиях длительного воздействия постоянного магнитного поля

Статья в формате PDF 104 KB...

19 07 2026 16:10:36

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ КОНТРОЛЯ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ

Статья в формате PDF 122 KB...

18 07 2026 4:28:33

Оценка состояния кроветворной СИСТЕМЫ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ С ТЕРРИТОРИЙ с низким уровнем радиационного ЗАГРЯЗНЕНия

Исследованы количество клеток и клеточный состав крови и кроветворных органов мелких млекопитающих (Mus musculus, Apodemus sylvaticus, Clethrionomys rutilus) с территорий, подвергшихся радиационному влиянию (Восточно-Уральский радиоактивный след, Свердловская область, Тоцкий радиоактивный след, Оренбургская область). Установлены изменения состава и структуры клеток крови, клеточного состава и концентрации клеток кроветворной ткани в зависимости от вида животных и места их обитания. Влияние на организм мышей и полевок радиационного фактора среды подтверждает обнаружение в тушках животных радионуклидов. ...

17 07 2026 20:15:26

ВЛИЯНИЕ РАННЕГО ОЛЬФАКТОРНОГО ОПЫТА НА ВОСПРИЯТИЕ И АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ХИЩНИКА У МЫШЕЙ В УСЛОВИЯХ ТЕСТА «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»

Статья в формате PDF 306 KB...

16 07 2026 22:12:30

ЖИВОПИСНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОСТРАНСТВА СЦЕНЫ (СВЕТО-ЦВЕТОВОЕ СОСТОЯНИЕ БАЛЕТНОГО СПЕКТАКЛЯ)

Статья в формате PDF 324 KB...

15 07 2026 22:44:54

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ УСИЛИЙ В ДЕТАЛЯХ ПРИВОДНОГО МЕХАНИЗМА ВИБРАЦИОННОЙ СЕПАРИРУЮЩЕЙ МАШИНЫ С ДЕЗАКСИАЛЬНЫМ КРИВОШИПНО-ШАТУННЫМ МЕХАНИЗМОМ

Статья в формате PDF 143 KB...

14 07 2026 1:35:12

РАСЧЁТ ПОЛЕЙ ЛИНИЙ УРОВНЯ КОЭФФИЦИЕНТА БЫСТРОХОДНОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Статья в формате PDF 155 KB...

13 07 2026 16:57:22

ТРЕНИНГ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ МЕЖКУЛЬТУРНОЙ КОМПЕТЕНЦИИ

Статья в формате PDF 301 KB...

12 07 2026 17:42:55

ТВЁРДОТЕЛЬНАЯ ХЕМОТРОНИКА (монография)

Статья в формате PDF 134 KB...

11 07 2026 23:19:38

ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД СОЧИ В ЛЕЧЕНИИ И РЕАБИЛИТАЦИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Статья в формате PDF 129 KB...

10 07 2026 5:21:37

Прогрессивная технология стравливания присельских пастбищ

Статья в формате PDF 123 KB...

09 07 2026 22:56:44

РОССИЙСКИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЕ КОРПОРАЦИИ: СУЩНОСТЬ, РИСКИ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ДЕяТЕЛЬНОСТИ И ПУТИ ИХ МИНИМИЗАЦИИ

Статья в формате PDF 269 KB...

08 07 2026 4:24:42

РЕАКЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГЕМОДИНАМИКИ ДЕТЕЙ С НАРУШЕНИЯМИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ПРОЦЕДУРУ ВАКУУМНОГО МАССАЖА

Статья в формате PDF 119 KB...

07 07 2026 12:27:26

Проблемы клеточного обновления эпителиоцитов десны при воспалительных заболеваниях пародонта

Статья в формате PDF 116 KB...

06 07 2026 20:20:56

ЖЕЛЕЗОБАКТЕРИИ В СИСТЕМАХ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Статья в формате PDF 105 KB...

05 07 2026 2:27:31

ЗДОРОВЬЕ И ОБРАЗОВАНИЕ СЕГОДНЯ

Образование и здоровье: сочетание этих понятий наполнено нравственным, социальным, политическим и экономическим смыслом. Здоровье для России должно стать зеркалом жизни, воспитания и образования, быть высшей ценностью государства ...

04 07 2026 22:26:34

ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СЕМЬИ ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ И АКТИВНОСТЬЮ РОДИТЕЛЕЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЯХ АСТМА-ШКОЛЫ

Статья в формате PDF 128 KB...

03 07 2026 4:20:57

МАРГИНАЛЬНОЕ СОЗНАНИЕ И ПОВЕДЕНИЕ КАК АСПЕКТ СОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ МАРГИНАЛЬНОЙ ЛИЧНОСТИ

Статья в формате PDF 129 KB...

02 07 2026 9:38:13

РОЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Статья в формате PDF 358 KB...

01 07 2026 10:17:26

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ «ВЕСТНИК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ ХИРУРГИИ»

Статья в формате PDF 142 KB...

30 06 2026 16:28:48

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ САМООПЫЛЕННЫХ ЛИНИЙ КУКУРУЗЫ СЕЛЕКЦИИ КБГУ В ОНТОГЕНЕЗЕ

Статья в формате PDF 124 KB...

29 06 2026 7:27:21

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ПОИСК АНАЛОГА И ПРОТОТИПА БУДУЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Статья в формате PDF 210 KB...

28 06 2026 2:40:24

ОГНЕСТОЙКИЕ НЕНАСЫЩЕННЫЕ ПОЛИЭФИРЫ

Статья в формате PDF 109 KB...

27 06 2026 1:47:15

ПОДСИСТЕМА АНАЛИЗА ПРОХОЖДЕНИЯ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ

Статья в формате PDF 253 KB...

26 06 2026 6:28:54

ПРЕПОДАВАНИЕ КЛИНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В МЕДИЦИНСКОМ ВУЗЕ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

Статья в формате PDF 101 KB...

25 06 2026 16:29:39

О природе времени

Понятие время является важнейшим понятием, как физики, так и философии. Актуальность этой проблемы обусловлена тем, что до сих пор, несмотря на широкий круг исследований, не сложилось твердо закрепленного представления о времени. В статье делается попытка раскрыть сущность понятия времени и связать меру времени с движением. За меру времени механического движения предлагается выбрать путь, пройденный, например, концом стрелки часов, участвующей не только в собственном движении относительно циферблата, как это принято, но и в сложном движении, включающем движение часов как целое относительно внешнего наблюдателя. Синхронизация хода часов производится по периодам их движений в соответствие с принятым эталоном времени. Рассматривается случай, когда часы движутся относительно внешнего наблюдателя с постоянной скоростью. Такой подход к проблеме времени позволяет понять его непрерывность и бесконечность. ...