Vztah mezi slučovací entalpií a molekulárním elektrostatickým potenciálem vysokodusíkatých azinů

Relationship between heat of formation and molecular electrostatic potential of high-nitrogen azines

conference paper

Czech

Pro popis výbušinářských vlastností vysokodusíkatých energetických sloučenin se většinou používají slučovací entalpie, a to v plynném nebo v pevném stavu. Jejich závislost na počtu atomů dusíku v molekule je všeobecně známa. Na druhé straně velmi slibný přístup QSPR využívá molekulárního povrchu elektrostatického potenciálu V(r), které vytvoří v okolním prostoru jádro a elektrony molekuly. Molekulární elektrostatický potenciál V(r) má kladnou i zápornou hodnotu. Molekulární povrch elektrostatického potenciálu je základní vlastnost, která má vliv na chování celé molekuly. Výpočty elektronových energií 11 azinů na DFT úrovni byly realizovány za užití funkcionálu B3PW91 a bázové funkce cc-pVTZ a korigovány TCH (termická korekce entalpie), zahrnující korekce ZPE (energie nulového bodu) azinů. Slučovací entalpie (plynné fáze) df H(298,g) byly následně získány pomocí isodesmických reakcí z teoretických reakčních entalpií dr H (298) a experimentálních hodnot. Plynné fáze df H(298,g) byly korelovány s molekulárními elektrostatickými potenciály VS,max , VS,min a VS,suma , které byly vypočteny na DFT úrovni metodou B3LYP/6-31G(d,p). Je prokázáno, že VS (ring) povrchové elektrostatické potenciály, dříve používané k popisu aromatických a heteroaromatických C-NO2 energetických materiálů, popisují co nejpřesněji příslušné struktury vysokodusíkatých heteroaromatických azinů a jejich termodynamické vlastnosti stejně.

To characterize explosive properties of high-nitrogen energetic compounds the heats of formation, either in the gas or solid state, are mostly used. Their relationship with the number of nitrogen atoms involved is common knowledge and can not add any new information. On the other hand the very promising QSPR approach utilizes the molecular surface electrostatic potential V(r) that the nuclei and electrons of a molecule create in the surrounding space. The value of V(r) in given region can be positive or negative, which depends upon dominating contribution of nuclei or electrons. Molecular surface electrostatic potential is a fundamental property which has an influence to behavior of the whole molecule. In this work we calculated by DFT method at B3PW91/cc-pVTZ level electron energies with TCH correction of 11 azines and constructed their gas phase heats of formation df H(298,g) by means of isodesmic reaction approach. Acquired gas phase df H(298,g) were correlated with molecular surface electrostatic potentials VS,max , VS,min and VS,suma , respectively, which were calculated by DFT B3LYP/6-31G(d,p) method. It is shown that the VS (ring) surface electrostatic potentials, previously used for description of aromatic and heteroaromatic C-NO2 energetic materials, describe most precisely the respective structures of high-nitrogen heteroaromatic azines and their thermodynamic properties as well.

vysokodusíkaté sloučeniny, aziny, slučovací entalpie, molekulární povrchový elektrostatický potenciál

high-nitrogen compounds, azines, heat of formation, molecular surface electrostatic potential

BARTOŠKOVÁ, M.; FRIEDL, Z.

2012

16. 10. 2012

2Theta

Český Těšín

978-80-86380-65-0

Analýza organických látek v životním prostředí 2012

1

482

487

5