Отдел квантовой химии

На современном этапе получение достоверных экспериментальных данных, полностью описывающих интересующие процессы, затруднено в связи с огромным количеством компонент реагирующих смесей, сложности разделения комплексных процессов, дороговизны соответствующих исследований. Поэтому необходимо тщательное теоретическое изучение. В дополнение к экспериментальным работам важно исследовать поверхности потенциальной энергии (ППЭ) взаимодействия. Рассчитанная ППЭ дает энергии, геометрические и колебательные параметры интермедиатов и продуктов реакций, раскрывает механизм реакции, что в итоге позволяет вычислять константы скоростей соответствующих стадий реакции и прогнозировать продукты реакций и их относительные выходы при различных условиях. 

Точность теоретических расчетов констант скоростей и относительных выходов продуктов реакций апробируются путем их сравнения с экспериментальными значениями при условиях эксперимента. После этого расчетные значения величин могут быть экстраполированы на условия, преобладающие в сжигании определенных видов топлива и в конкретных системах, где проведение  экспериментов либо невозможно, либо слишком дорого. Таким образом, точные ab initio расчеты ППЭ и теоретически найденные величины констант скоростей и относительных выходов продуктов реакций способствуют улучшению предсказательной способности существующих кинетических моделей.

В настоящее время твердо установлено, что теория Райса-Рамсбергера-Касселя-Маркуса в комбинации с методом мастер-уравнения RRKM-Master Equation (RRKM-ME) позволяет находить зависимости констант скоростей от температуры и давления с «кинетической точностью», т.е. в пределах фактора 2 или лучше, при условии, что энергии и статистические суммы промежуточных состояний и столкновительных партнеров рассчитаны надежно из первых принципов*.

Удобство, с которым этот новый инструмент теперь может быть использован и точность получаемых кинетических данных, дает нам возможность представить грандиозный исследовательский проект, направленный на получение надежных констант скоростей и их зависимостей от температуры и давления  для различных механизмов формирования полициклических ароматических углеводородов, их роста и окисления.

А имеющиеся в распоряжении группы вычислительные ресурсы, как аппаратные, так и программные, вкупе с соответствующими компетенциями и опытом работы служат залогом выполнимости поставленных целей.

Иллюстрация к динамике реакции Cl + алкен


Константы скорости реакций в системе C₆H₄C₂H + C₂H₂