СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Hasanov A. Identification of an unknown source term in a vibrating cantilevered beam from final overdetermination. // Inverse Problems. 25 (2009).- 115015 (19 pp).
2. Отелбаев М., Молдабеков С.М. Об управлении линейным операторным уравнением. //
В сб.: Дифференциальные уравнения и их приложения. Алма - Ата: КазГУ, 1982.- С. 6 - 9.
3. Отелбаев М., Болеева М.К. // Изв. НАН РК. Сер. Физ. - матем. 1994. - №3.- С. 46 - 51.
4. Отелбаев М., Гасанов А., Акпаев Б. Об олной задаче управления точечным источником тепла. // Доклады Академии наук. 2010. Том 435.- №3.- С. 1-3.
5. Alemdar Hasanov, Muhtarbay Otelbaev, Bakytzhan Akpayev, An analysis of inverse source problems with boundary and final time measured output data for heat conduction equations. //
Inverse Problems in Sciences and Engineering, 2010 (submitted).
Акпаев Б.Т.
4-шi реттi гиперболалық типтi керi есеп
Жұмыста 4-шi реттi гиперболалық типтi керi есебi қарастырылған. Бұл есеп абстрактiлi Коши есебi арқылы шешiлген.
Akpayev B.T.
Identification of unknown source term in a vibrating cantilevered beam from final overdetermination Inverse problem of determining the unknown source term F(x, t) in the cantilevered beam equation m(x)utt =
−(EI(x)xx)xx+F(x, t) from the measured data uT(x) :=u(x, T) at the final time is considered.
Поступила в редакцию 15.01.11 Рекомендована к печати 29.01.11
А.Т. Дуйсебекова
Квантовохимическое исследование электронной структуры и реакционной способности свободной и координированной молекул гидразида изоникотиновой
кислоты
(Международный казахско - турецкий университет им. Х.А. Ясауи, г. Туркестан, Казакстан )
Проведены квантовохимические расчеты свободной и координировонной молекул гидразида изоникотиновой кислоты. Обсуждены энергетические, геометрические характеристики и реакционная способность молекул. Отмечено конформационное изменение молекулы гидразида изоникотиновой кислоты в процессе комплексообразования.
Введение
Известно, что квантовохимический метод анализирует сравнением результатов, получены экспериментальным путем для различных химических соединений. В монографии Н.Ф.
Степенов и В.И. Пупышев "Квантотовая химия и квантовая механика молекул"собраны результаты, полученные с помощью данного метода.
Молекула гидразида изоникотиновой кислоты (ГИНК) содержит три атома азота и один атом кислорода. В зависимости от условий проведения синтеза, природы металла и ацидолиганда могут образоваться комплексы различного состава и способа координации лиганда с центральным атомом. В медицине гидразид изоникотиновой кислоты используется в качестве противотуберкулезного средства. Его биологическое действие усиливается в координированном состоянии. Для выяснения изменения электронной структуры и реакционной способности координированного состояния гидразида изоникотиновой кислоты проведено квантовохимическое исследование. Экспериментальная часть Квантовохимические расчеты свободной и координированной молекул гидразида изоникотиновой кислоты проведены по методу Самосоглавления поля молекулярных орбиталей линейных комбинаций атомных орбиталей на MOPAC 7 в параметризации РМ3 с полной оптимизацией геометрических параметров [1]. Энергетические характеристики, оптимизированные квантовохимические значения длин, энергий связей, валентных и диэдрических углов изолированных свободной и координированной молекул гидразида изоникотиновой кислоты (ГИНК) приведены в таблицах 1 и 2.
Сравнение значений теплоты образования, электронной энергии, энергии отталкивания ядер и полной энергий показало, что при переходе от свободного к координированному состоянию повышаются оба значения энергетических величин свободной гидразида изоникотиновой кислоты, что обусловлено увеличением молекулярной массы Zn ГИНК.
При переходе от свободной молекулы гидразида изоникотиновой кислоты к координированной существенно изменяется распределение зарядов на атомах за счет смещения электронной плотности к атому металла согласно схеме (рис. 1).
Анализ длин и энергий связей показывает, что наибольшие существенные изменения наблюдаются в связях C (2) - N (1), C (6) - N (1), что связано переносом неподеленной пары электрона от атома N (1) к атому цинка. В то время как значение связей C (6) - C (5), H (16) - N (15) оставались неизмененными, хотя заряды на атомах этих связей существенно изменились в процессе комплексообразования.
Сравнение валентных углов показывает, что наибольшее изменение валентного угла претерпевает C (7) C (5) C (4). Незначительные изменения валентного угла наблюдаются в углах H(11) C (3) C (2). В координированной молекуле ГИНК большинство диэдрических углов претерпевают изменения.
Экспериментальная часть
Квантовохимические расчеты свободной и координированной молекул гидразида изоникотиновой кислоты проведены по методу Самосоглавления поля молекулярных
орбиталей линейных комбинаций атомных орбиталей на MOPAC 7 в параметризации РМ3 с полной оптимизацией геометрических параметров [1].
Энергетические характеристики, оптимизированные квантовохимические значения длин, энергий связей, валентных и диэдрических углов изолированных свободной и координированной молекул гидразида изоникотиновой кислоты (ГИНК) приведены в таблицах 1 и 2.
Сравнение значений теплоты образования, электронной энергии, энергии отталкивания ядер и полной энергий показало, что при переходе от свободного к координированному состоянию повышаются оба значения энергетических величин свободной гидразида изоникотиновой кислоты, что обусловлено увеличением молекулярной массы Zn ГИНК.
При переходе от свободной молекулы гидразида изоникотиновой кислоты к координированной существенно изменяется распределение зарядов на атомах за счет смещения электронной плотности к атому металла согласно схеме (рис. 1).
Анализ длин и энергий связей показывает, что наибольшие существенные изменения наблюдаются в связях C (2) - N (1), C (6) - N (1), что связано переносом неподеленной пары электрона от атома N (1) к атому цинка. В то время как значение связей C (6) - C (5), H (16) - N (15) оставались неизмененными, хотя заряды на атомах этих связей существенно изменились в процессе комплексообразования.
Сравнение валентных углов показывает, что наибольшее изменение валентного угла претерпевает C (7) C (5) C (4). Незначительные изменения валентного угла наблюдаются в углах H(11) C (3) C (2). В координированной молекуле ГИНК большинство диэдрических углов претерпевают изменения.
Результаты исследований и их обсуждение
Таблица 1
Оптимизированные значения энергетических параметров изолированных свободной и координированной молекул ГИНК
Наименование энергетических Соединения
величин Единица измерения
свободной ГИНК координированной ГИНК
Теплоты образования ккал/моль 19,296 61,243
Электронная энергия эВ - 7680,172 -8055,188
Полная энергия эВ -1597,780 -1624,719
Энергия отталкивания ядер эВ 6082,373 6430,469
Потенциал ионизации эВ 9,660 7,179
ВЗМО эВ -9,660 -7,179
НВМО эВ -0,715 -1,182
ВЗМО - НВМО эВ -8,945 -5,997
В частности значения диэдрических углов C (7) C (5) C (4), N (8) C (7) O (9), N(15) N(8) H(14) повышены на 25,43◦C, 8,65◦C и 5,83◦C соответственно, что показывает в пользу конформационного изменения молекулы ГИНК в процессе комплексообразования.
Заключение
Таким образом, на основании квантовохимического исследования показано, что в гидразида изоникотиновой кислоты при переходе в координированное состояние существенно изменяются энергетические, геометрические характеристики и реакционная способность молекулы гидразида изоникотиновой кислоты.
Таблица2 Оптимизированныеквантовохимическиезначениядлин,энергиисвязей,валентныхидиэдрическихугловизолированнойсвободнойикоординированноймолекулГИНК Энергиясвязей,эВДлинасвязей,А,эВСвязьВалентныйугол,градусСвязьДиэдрическийугол,градус свободн.ГИНКкоордин.ГИНКсвободн.ГИНКкоордин.ГИНКсвободн.ГИНКкоордин.ГИНКсвободн.ГИНКкоордин.ГИНК C(2)N(1)-18,03-17,581,35281,3650 C(3)C(2)-18,47-18,531,39551,3962C(3)C(2)N(1)121,42121,37 C(4)C(3)-18,72-18,631,39051,3932C(4)C(3)C(2)119,14119,20C(3)C(2)N(1)0,14-1,04 C(5)C(4)-18,54-18,561,39531,3952C(5)C(4)C(3)119,27119,38C(4)C(3)C(2)0,09-0,92 C(6)N(1)-18,13-17,801,35141,3608C(6)N(1)C(2)119,94119,61N(1)C(2)C(3)-0,432,17 C(7)C(5)-14,70-14,551,48931,4881C(7)C(5)C(4)122,10120,85C(5)C(4)C(3)177,16178,13 N(8)C(7)-14,41-14,531.44251,4381N(8)C(7)C(5)119,92119,18C(7)C(5)C(4)69,8695,29 O(9)C(7)-25,23-25,261,21901,2181O(9)C(7)C(5)123,23123,30C(7)C(5)C(4)-117,21-89,72 H(10)C(2)-13,13-12,981,09631,1040H(10)C(2)N(1)115,82116,03C(2)N(1)C(6)179,51-178,39 H(11)C(3)-13,24-13,221,09801,0955H(11)C(3)C(2)120,31120,29C(3)C(2)N(1)179,94178,32 H(12)C(4)-13,02-13,091,09871,0965H(12)C(4)C(3)120,42120,11C(4)C(3)C(2)-179,19179,17 H(13)C(6)-13,08-13,051,09731,1018H(13)C(6)N(1)116,09116,24C(6)N(1)C(2)-179,12179,07 H(14)N(8)-12,57-12,581,00151,0008H(14)N(8)C(7)113,25113,29N(8)C(7)O(9)15,2623,91 N(15)N(8)-11,96-11,941,44461,4473N(15)N(8)C(7)120,19119,40N(8)C(7)O(9)142,99151,64 H(16)N(15)-12,61-12,610,99870,9991H(16)N(15)N(8)105,73105,46N(15)N(8)H(14)98,8993,97 H(17)N(15)-12,48-12,551,00310,9961H(17)N(15)N(8)109,56109,19N(15)N(8)H(14)143,36149,19 C(6)C(5)-18,36-18,361,40101,4010 Zn(18)N(1)--4,96-2,000Zn(18)N(1)C(2)-112,48Zn(18)N(1)C(2)-160,71
Анализ уровней энергии верхний занятых молекулярных орбиталей и нижний вакантных молекулярных орбиталей показал, что граничных орбиталей уменьшается, что свидетельствует об уменьшении реакционной способности координированной молекулы гидразида изоникотиновой кислоты по отношению к нуклеофильным агентам (таблица 1). С использованием квантовохимических методов Самосоглавления поля молекулярных орбиталей линейных комбинаций атомных орбиталей исследованы электронные структуры ряд комплексов. Определены энергии связей, распределение зарядов на атомах, теплоты образования, полная энергия, энергия верхний занятых молекулярных орбиталей и нижний вакантных молекулярных орбиталей. Установлено, что квантовохимическое строения комплексные соединений во многом зависит от природы органического лиганда, состава комплексов, гибридных состояний атомов и степени окисления атомов.
рисунок1
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Степанов Н.Ф., Пупышев В.И. Квантовая механика молекул и квантовая химия. М.:
МГУ,-1991. -383 с.
Дуйсебекова А.Т.
Изоникотин қышқылының гидразидасының бос және квантталған молекулаларының электрондық құрылымын және реакциялық белсендiлiгiнiң кванттықхимиялық зерттеулерi
Изоникотин қышқылының гидразидасының бос және координалған молекулаларына кванттық - химиялық есептеулер жүргiзiлдi. Молекулаларының энергетикалық, геометриялық сипаттамасы және реакциялық белсендiлiгi
талданды. Комплекс түзу процессiнiң изоникотин қышқылының гидразидасының молекулаларының конформациялық өзгерiсi белгiлендi.
Duisebekova A.T.
Quantum chemical study of electronic structure and reactivity of free and coordinated molecules of isoni- cotinic acid hydrazide
Quantum - chemical calculations of the free molecules and coordinated isonicotinic asid hydrazide. Discussed energy, geom- etry and reactivity of molecules. Observed conformational change of the molecule isonicotinic asid hydrazide in the process of chelation.
Поступила в редакцию 15.01.11 Рекомендована к печати 29.01.11
