ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИК-СПЕКТРА ДИКАТИОНА ТЕТРАОКСОПОРФИРИНА

УДК 543.42+535.34

 

Гладков Лев Львович − доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры физических и математических основ информатики. Белорусская государственная академия связи (220114, г. Минск, ул. Франциска Скорины, 8/2, Республика Беларусь). E-mail: llglad@tut.by

Гладкова Галина Александровна − кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры высшей математики. Военная академия Республики Беларусь (220057, г. Минск, пр. Независимости, 220, Республика Беларусь). E-mail: llglad@tut.by

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-6141-2024-284-6.

 

Ключевые слова: дикатион тетраоксопорфирина, ИК-спектры, расчет нормальных колебаний, метод функционала плотности.

Для цитирования: Гладков Л. Л., Гладкова Г. А. Интерпретация ИК-спектра дикатиона тетраоксопорфирина // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2024. № 2 (284). С. 38–42. DOI: 10.52065/2520-6141-2024-284-6.

Аннотация

Целью настоящей работы является анализ колебательных состояний дикатиона тетраоксопорфирина и интерпретация ИК-спектра на основе квантовомеханического расчета методом функционала плотности. Методом функционала плотности выполнен расчет геометрической структуры, нормальных колебаний и интенсивностей в ИК-спектре дикатиона тетраоксопорфирина. Предложена интерпретация ИК-спектра этого соединения. Показано, что замещение пиррольных колец фурановыми приводит к существенным изменениям частот и формы ряда плоских валентных скелетных колебаний и выходов атомов водорода из плоскости макроцикла. Связи СаО значительно изменяются в колебаниях с вычисленными значениями частот 927, 963, 1230, 1304 и 1351 см–1. Наибольшую амплитуду они имеют в нормальном колебании с частотой 1230 см–1. Колебания выхода из плоскости макроцикла атомов водорода фурановых колец отнесены к ИК-полосе 819 см–1, что более чем на 100 см–1 выше, чем частота колебания аналогичной формы у порфина или его металлокомплексов.

Скачать

Список литературы

  1. Theoretical study on the resonance Raman spectra of tetraoxaporphyrin dication by TDDFT calculation / G.-b. Wang [et al.] // Chines J. Chem. Phys. 2015. Vol. 28, no. 45. P. 563–571.
  2. Verdal N., Kozlowski P. M., Hudson. Inelastic neutron scattering spectra of free base and zinc porphines: a comparison with DFT-based vibrational analysis // J. Chem. Phys. A. 2005. Vol. 109, no. 25. P. 5724–5733.
  3. Structural and vibrational properties of tetraoxaporphyrin dication, the oxygen analogue of porphyrin, and of isoelectronic diprotonated porphyrin / I. Jelovica [et al.] // J. Phys. Chem. Part A. 2005. Vol. 109, no. 44. P. 9935–9944.
  4. Laikov D. N. Fast evaluation of density functional exchange-correlation terms using the expansion of the electron density in auxiliary basis sets // Chem. Phys. Lett. 1997. Vol. 281, no. 1. P. 151–156.
  5. Kozlowski P. M., Bingham J. R., Jarzecki A. A. Theoretical Analysis of Core Size Effect in Metalloporphyrins // J. Phys. Chem. A. 2008. Vol. 112, no. 50. P. 12781–12788.
  6. Гладков Л. Л. Молекулярная структура и колебательная спектроскопия тетрапиррольных соединений. Минск: БГАС, 2023. 216 с.
  7. Scaled quantum mechanical and experimental vibrational spectra of magnesium and zinc porphyrins / A. A. Jarzecki [et al.] // Spectrochim. Acta. 1997. Vol. 53А, no. 8. P. 1195–1209.
  8. DFT-SQM force field for nickel porphine: intrinsic ruffling / P. M. Kozlowski [et al.] // J. Phys. Chem. A. 1999. Vol. 103, no. 10. P. 1357–1366.
  9. Березин К. В., Нечаев В. В. Расчет частот плоских колебаний молекулы порфина // Журн. прикл. спектр. 2002. Т. 69, № 6. С. 699–703.
  10. Experimental and theoretical investigation of infrared spectra of porphin, its deuterated derivatives and their metal complexes / L. L. Gladkov [et al.] // J. Mol. Struct. 1978. Vol. 47. P. 463–493.

Поступила 26.04.2024