Молекулярно-динамічне моделювання розчинів тетрафторобората 1-1’-спіробіпірролідінія в ацетонітрилі

doi:10.26565/2220-637X-2015-25-03

Igor S. Vovchinsky Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна https://orcid.org/0000-0002-3509-2385
Yaroslav V. Kolesnyk Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
Oleg N. Kalugin Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна https://orcid.org/0000-0003-3273-9259

DOI: https://doi.org/10.26565/2220-637X-2015-25-03

Ключові слова: тетрафтороборат 1-1’-спиробіпірролідіния, ацетонітрил, молекулярно-динамічне моделювання, електропровідність, в’язкість, іонні кластери

Анотація

Представлені результати молекулярно-динамічного моделювання висококонцентрованих розчинів 1-1’-спіробіпірролідінія (SBPBF₄) в ацетонітрилі при 298,15 К в NVT ансамблі з використанням авторського програмного комплексу MDNAES. Для моделювання використана 6-и атомна нежорстка модель потенціального поля ацетонітрила та жорсткі повно атомні силові моделі аніона BF₄^- та катіона SBP⁺ . Встановлено, що наявність максимуму на концентраційній залежності електропровідності визначається суттєвим ростом ступеню іонної кластеризації у відповідних розчинах.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Jackson N., Payne M. Functional Electrolytes for Use in Non-aqueous EDLCs // ECS Trans-actions – 2008. – Vol. 16., Iss. 1. – P. 139–149.

Sharma P., Bhatti T.S. A review on electrochemical double-layer capacitors // Energy Conver-sion and Management – 2010. – Vol 51., Iss. 12. – P. 2901–2912.

Ue M., Ida K., Mori S. Electrochemical Properties of Organic Liquid Electrolytes Based on Quaternary Onium Salts for Electrical Double-Layer Capacitors // J. Electrochem. Soc. – 1994, – Vol. 141, No. 11. – P. 2989-2996.

Sukizaki T., Fukuda S., Yamaguchi T., Fujii K., Kanzaki R., Chiba K., Yamamoto H., Ume-bayashi Y., Ishiguro S.-I. Raman spectroscopic study and DFT calculations on the conforma-tion of 5-azonia-spiro[4.4]nonane cation in crystal and dimethyl carbonate solution // Electro-chemistry – 2007. – Vol. 75, No. 8. – P. 628-634.

Nikitin A.M., Lyubartsev A.P.. New Six-site Acetonitrile Model for Simulations of Liquid Acetonitrile and its Aqueous Mixtures// J. Comput. Chem. – 2007. – Vol. 28. – P. 2020-2026.

Chernozhuk T.V., Kalugin O.N., Kolesnik Ya.V. Microstructure and dynamics of single charged ions in propylene carbonate // Kharkov University Bulletin. – 2013. – Vol. 1085., Chemical Series. Iss. 22 (45). – P. 25-38.

Gaussian 09, Revision D.01, Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G. A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H. P., Izmaylov A. F., Bloino J., Zheng G.,. Sonnenberg J. L, Hada M., Ehara, K. Toyota M., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J. A., E. Peralta Jr., J., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J. J., Brothers E., Kudin K. N., Staroverov V. N., Kobayashi R., Normand J., Raghava-chari K., Rendell A., Burant J. C., Iyengar S. S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J. M., Klene M., Knox J. E., Cross J. B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Strat-mann R. E., Yazyev O., Austin A. J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J. W., Martin R. L., Morokuma K., Zakrzewski V. G., Voth G. A., Salvador P., Dannenberg J. J., Dapprich S., Daniels A. D., Farkas Ö., Foresman J. B., Ortiz J. V., Cioslowski J., Fox D. J., Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009

Monkowius U.V. Synthese, Struktur und Koordinationschemie Ausgewählter Phosphororga-nischer Verbindungen und Ihrer Stickstoff- und Arsenanaloga, Doktors der Naturwissenschaf-ten Dissertation, Anorganisch-chemisches Institut der Technischen Universität München, Technischen Universität München, München, 2004.

Monkowius U., Nogai S., Schmidbaur H. A Conformational Analysis of the Spirocyclic Qua-ternary Ammonium Cation [(CH2)4N(CH2)4]+ in its Bromide and Picrate Salts // Z. Natur-forsch. B. 2004. – Vol. 59. – P 259-263.

Breneman C.M. Wiberg K.B. Determining atom-centered monopoles from molecular electro-static potentials. The need for high sampling density in formamide conformational analysis // J. Comput. Chem. – 1990. – Vol. 11., Iss. 3 – P. 361-373.

Jorgensen W.L., Maxwell D.S., Tirado-Rives J. Development and Testing of the OPLS All-Atom Force Field on Conformational Energetics and Properties of Organic Liquids // J. Am. Chem. Soc. – 1996. – Vol. 118. – P. 11225-11236.

Kalugin O.N., Kolesnik Ya.V. MDNAES: the program set for computer modelling of ion-molecular systems by using molecular dynamics method.// Kharkov University Bulletin. – 1999. – Vol. 454., Chemical Series. Iss. 4 (27). – P. 58-79.

Shinkle A.A. Non-Aqueous Single-Metal Redox Flow Batteries, Doctor of Philosophy (Chemical Engineering) dissertation, University of Michigan, Ann Arbor, 2013.

Chaban V.V., Voroshylova I.V., Kalugin О.N., Prezhdo O.V. Acetonitrile Boosts Conductiv-ity of Imidazolium Ionic Liquids // J. Phys. Chem. B. – 2012. – Vol. 116. – Р. 7719−7727.

Marekha B. A., Kalugin O. N., Idrissi A. Non-covalent interactions in ionic liquid ion pairs and ion pair dimers: A quantum chemical calculation analysis. // Phys. Chem. Chem. Phys., – 2015. – Vol. 17, Iss. 26. – P. 16846-16857.