Нековалентное взаимодействие атомов углерода, кремния и германия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Из первых принципов (приближение электронного газа) проведен расчет потенциалов нековалентного взаимодействия для гомо- и гетороатомных пар углерода, кремния и германия без образования валентных химических связей. В расчетах учитывались кулоновский, кинетический, обменный и корреляционный вклады в энергию взаимодействия. Электронная плотность задавалась с учетом оболочечной структуры атомов в приближении Хартри–Фока. Для всех случаев вычислены параметры потенциалов Леннарда-Джонса и Морзе, а также константы дисперсионного взаимодействия. Показано, что для нековалентного взаимодействия известные эмпирические правила комбинирования Лоренца–Бертло для параметров потенциалов не всегда выполняются. На основе расчетов предложен новый обобщенный потенциал, который может использоваться в моделировании методами молекулярной динамики и Монте-Карло, а также при построении уравнений состояния. Проведены расчеты второго вириального коэффициента для пара одноатомного углерода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Сокуров

Институт прикладной математики и автоматизации – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения “Федеральный научный центр “Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук”

Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

С. Ш. Рехвиашвили

Институт прикладной математики и автоматизации – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения “Федеральный научный центр “Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук”

Автор, ответственный за переписку.
Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

Список литературы

  1. Бараш Ю.С. Силы Ван-Дер-Ваальса. М.: Наука, 1988.
  2. Матиенко Л.И., Миль Е.М., Бинюков В.И. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 6. С. 87; https://doi.org/10.31857/S0207401X20060084
  3. Rapaport D.C. The Art of Molecular Dynamics Simulation. N.Y.: Cambridge University Press, 2004.
  4. Поттер Д. Вычислительные методы в физике. М.: Мир, 1975.
  5. Рит М. Наноконструирование в науке и технике. Введение в мир нанорасчета. Ижевск: РХД, 2005.
  6. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006.
  7. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Физматлит, 2007.
  8. Kadau K., Barber J.L., Germann T.C. et al. // Philos. Trans. R. Soc., A. 2010. V. 368. P. 1547; https://doi.org/10.1098/rsta.2009.0218
  9. Cosden I.A., Lukes J.R. // Comput. Phys. Commun. 2013. V. 184. № 8. P. 1958; https://doi.org/10.1016/j.cpc.2013.03.009
  10. Гудман Ф., Вахман Г. Динамика рассеяния газа поверхностью. М.: Мир, 1980.
  11. Каплан И.Г. Межмолекулярные взаимодействия. Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2017.
  12. Parr R.G., Yang W. Density-functional theory of atoms and molecules. Oxford University Press, 1989.
  13. Balamane H., Halicioglu T., Tiller W.A. // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. № 4. P.2250; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.2250
  14. Erhart P., Albe K. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 035211; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.035211
  15. Kim E.H., Shin Y.H., Lee B.J. // Calphad. 2008. V. 32. № 1. P. 34; https://doi.org/10.1016/j.calphad.2007.12.003
  16. Chu X., Dalgarno A. // J. Chem. Phys. 2004. V.121. № 9. P. 4083; https://doi.org/10.1063/1.1779576
  17. Zhang G.X., Tkatchenko A., Paier J. et al. // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 245501; https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.245501
  18. Gordon R.G., Kim Y.S. // J. Chem. Phys. 1972. V. 56. № 6. P. 3122; https://doi.org/10.1063/1.1677649
  19. Waldman M., Gordon R.G. //Ibid 1972. V. 71. № 3. P. 1325; https://doi. org/10.1063/1.438433
  20. Дедков Г.В. // УФН 1995. Т. 165. № 8. С. 919; https://doi.org/10.3367/UFNr.0165.199508c.0919
  21. Strand T.G., Bonham R.A. // J. Chem. Phys. 1964. V. 40. № 6. P. 1686; https://doi.org/10.1063/1.1725380
  22. Abramowitz M., Stegun I.A. Handbook of mathematical functions with formulas, graphs, and mathematical tables. N. Y.: Dover Publications, 1972.
  23. Barker J.A., Pompe A. // Aust. J. Chem. 1967. V. 21 №7. P.1683; https://doi.org/10.1071/CH9681683
  24. Tang K. T., Toennies J. P. // J. Chem. Phys. 2003. V. 118. P.4976; https://doi.org/10.1063/1.1543944
  25. Магомедов М.Н. // ФТТ 2020. Т. 62. № 7. С. 998; https://doi.org/10.21883/FTT.2020.07.49462.026
  26. Шарафутдинов Г.З. // Вестн. МГУ. Сер. 1, Математика, Механика. 2017. № 6. С. 34; https://doi.org/10.3103/S0027133017060012
  27. Рехвиашвили С.Ш., Бухурова М.М., Сокуров А.А. // ЖНХ. 2020. T. 65. № 9. С. 1229; https://doi.org/10.31857/S0044457X20090135
  28. Рехвиашвили С.Ш. // Мат. моделирование. 2003. Т. 15. № 2. С. 62.
  29. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 7. С. 67; https://doi.org/10.31857/S0207401X21070025
  30. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 4. С. 72; https://doi.org/10.31857/S0207401X22040021
  31. Дохликова Н.В., Озерин С.А., Доронин С.В. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 6. С. 72; https://doi.org/10.31857/S0207401X22060024
  32. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 7. С. 76; https://doi.org/10.31857/S0207401X22070044
  33. Руденко Е.И., Дохликова Н.В., Гатин А.К. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 7. С. 70; https://doi.org/10.31857/S0207401X23070166
  34. Pyykkö P., Atsumi M. // Chem. Eur. J. 2009. V. 15. P. 186; https://doi.org/10.1002/chem.200800987
  35. Мейсон Э., Сперлинг Т. Вириальное уравнение состояния. М.: Мир, 1972.
  36. Edalat M., Lan S.S., Pang F., Mansoori G.A. // Intern. J. Thermophys. 1980. V. 1. № 2. P. 177; https://doi.org/10.1007/BF00504519
  37. Nitzke I., Pohl S., Thol M., Span R., Vrabec J. // Mol. Phys. 2022. V. 120. № 11. P. 1; https://doi.org/10.1080/00268976.2022.2078240

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Потенциал взаимодействия для системы Ar–Ar: сплошная кривая – настоящая работа, штриховая – работа [23], точечная – работа [24].

Скачать (20KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение радиальных электронных плотностей атомов.

Скачать (31KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Потенциалы взаимодействия гомоатомных пар.

Скачать (44KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Потенциалы взаимодействия гетероатомных пар.

Скачать (46KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Температурная зависимость второго вириального коэффициента для углерода.

Скачать (46KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024