Universum: химия и биология

 
Рисунок 1. Оптимизированные структуры исходных соединений и ассоциата «ПАН–SiO
2
» 
 
Таблица 1. 
Анализ естественных связывающих орбиталей в системе «ПАН–SiO
2
» 
Донор 
Акцептор 
E
(2)
, ккал/моль 
SiO
2
ПАН 
(O30–H32) 
(N46–C50) 
0,43 
LP(1)O23 
( C53–H61) 
1,15 
LP(2)O23 
( C53–H61) 
0,98 
LP(1)O24 
(H39–C49) 
0,41 
LP(1)O24 
( C49–H59) 
2,41 
ПАНSiO
2
 
(N46–C50) 
(O30–H32) 
0,49 
(N51–C52) 
(O18–H19) 
0,56 
(C60–N63) 
(O24–H27) 
0,69 
LP(1)N46 
(O30–H32) 
17,46 
LP(1)N51 
(O18–H19) 
8,82 
LP(1)N63 
(O24–H27) 
0,83 
В ходе квантово-химических исследований 
также были проанализированы карты электростати-
ческого потенциала, известные как карты электроста-
тической потенциальной энергии или поверхности 
молекулярного электрического потенциала, иллю-
стрирующие трехмерное распределение зарядов мо-
лекул (рис.2).

---

№ 10 (76)
октябрь, 2020 г.
59 
 
 
 
Рисунок 2. Поверхность (а) и контуры электростатического потенциала (б) для системы «ПАН–SiO
2
» 
 
Эти карты позволяют нам визуализировать пере-
менно заряженные области молекулы [6]. Поверх-
ность молекулярного электростатического потенци-
ала (МЭП) показывает положительно и отрицательно 
заряженный электростатический потенциал в моле-
куле. Красный цвет с отрицательным значением ука-
зывает на минимальный электростатический потен-
циал (это означает, что он связан слабо или имеются 
избыточные электроны) и действует как электро-
фильный агент. Синим цветом обозначен максимум 
электростатического потенциала, который действует 
обратным образом. 
Чтобы увидеть все поверхности MЭП, можно 
просто нарисовать каждую поверхность в виде кон-
тура вокруг молекулы. Как видно из рис.2б, каждый 
контур вокруг молекулы является поверхностью 
MЭП; внешний контур имеет более низкое значение 
изоповерхности, а внутренний контур имеет более 
высокое значение изоповерхности. 
Таким образом, квантово-химическим методом 
исследовано межмолекулярное взаимодействие в си-
стеме «ПАН–SiO
2
». Показано ассоциативное связы-
вание в органо-неорганическом гибриде со специфи-
ческими взаимодействиями между органической и 
неорганической составляющими. Изучением распре-
деления электростатического потенциала и анализом 
естественных связывающих орбиталей (NBO) выяв-
лены активные центры, ответственные за межмоле-
кулярное взаимодействие.