ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ЗАВЕРШЁННЫХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
за 2009 г.
СОДЕРЖАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ:
Направление — химия неорганических соединений, в том числе координационных, кластерных и супрамолекулярных
Изучены реакции соединений Sm(II) с белым фосфором и полифосфидными комплексами d-элементов. Впервые получены молекулярные полифосфидные комплексы редкоземельного элемента, а также гетерометаллические полифосфидные комплексы, содержащие одновременно d- и f-элемент. Установлено, что:
-
соединения Sm(II) восстанавливают P4 до P84− и P43− с образованием полиядерных комплексов [Cp*8Sm4P8] (1) и [Cp*6Sm3P4] (2);
-
взаимодействие комплексов Sm(II) с полифосфидным комплексом [Cp*Fe(cyclo-P5)] приводит к гетерометаллическим соединениям с искаженным (3) или димеризованным (4) лигандом cyclo-P5.
Данный подход позволил получить низковалентные комплексы, содержащие атомы Sm, Fe и P в одной молекуле, и может быть распространен на другие лантаноиды и переходные металлы, а также на более тяжелые аналоги фосфора. Такие полиэлементные комплексы могут служить в качестве предшественников материалов, содержащих одновременно элементы 15 группы, редкоземельные элементы и переходные металлы.
 |
 |
|
[Cp*8Sm4P8] (1) |
[Cp*6Sm3P4] (2) |
 |
 |
|
3 |
4 |
Направление — физико-химические основы разделения и очистки веществ
-
Синтезированы новые микропористые металл-органические полимеры с перманентной пористостью, определена их кристаллическая структура.
-
Показано, что микропористые формиаты Mg и Mn хорошо сорбируют ацетилен при комнатной температуре (до 50–60 см3/г при 1,0 атм).
-
Микропористые формиаты Mg и Mn демонстрируют высокую селективность сорбции ацетилена по отношнию к CO2, CH4, O2, N2 и H2.
-
Изучена сорбция метана микропористым [Zn2(bdc)2(dabco)]. Данный материал показывает очень высокие показатели сорбционной ёмкости: 13,6 масс. % при 40 атм., что соответствует 206 см3/г.
-
Рентгеноструктурное исследование с использованием синхротронного излучения позволило локализовать центры связывания молекул C2H2 и CH4 со стенками пористого каркаса.
Направление — физикохимия и технология функциональных материалов
Разработана методика осаждения наночастиц CdS на поверхности углеродных нанотрубок, ориентированных перпендикулярно поверхности кремниевой подложки. Изучена зависимость структуры осажденных наночастиц от условий их образования. Обнаружена электролюминесценция частиц CdS, возникающая в процессе автоэлектронной эмиссии. Полученный материал может быть использован для создания новых типов светоизлучающих элементов, а также в медицинских и биохимических исследованиях в качестве сенсоров и люминесцентных меток.
 |
 |
|
Фотография образца массива углеродных нанотрубок в натуральную величину (вверху, слева) и растровая электронная микрофотография, демонстрирующая ориентацию нанотрубок перпендикулярно поверхности подложки (вверху, справа). Схема исследования электролюминесцентных свойств углеродных нанотрубок с осажденными частицами CdS (внизу, слева) и фотография люминесцирующего образца (внизу, справа). |
Направление — химическая термодинамика неорганических систем
Ионные клатратные гидраты пералкиламмониевых солей являются близкими родственниками газовых гидратов. Интерес к этим соединениям связан с возможностью использования их для хранения, разделения и транспортировки газов, для создания аккумуляторов холода, в качестве модельных систем для изучения гидратации биомолекул. Методом РСА впервые установлены структуры ряда подобных соединений (наиболее яркий пример — гидрат валерата тетрабутиламмония (С4H9)4NС4H9CO2⋅39.8H2O), позволившие выделить новые особенности их строения благодаря детальному учету разупорядочения в гостевой и хозяйской подсистемах. Полученные данные расширяют современные представления о возможностях адаптации гидратных структур к частицам гидратообразователя и открывают новые направления кристаллохимического дизайна аналогичных супрамолекулярных ансамблей.
  |
 |
|
5-ти секционная полость в водном каркасе |
Полость с включённой молекулой воды |
 |
|
Послойное расположение полиэдрических полостей водного каркаса |
Направление — кристаллохимия, электронное строение неорганических веществ
Изучены структуры гигантских металлорганических супрамолекул C60⊂[Cu26Cl26(H2O)2{Cp*Fe(η5-P5)}13(NCMe)9 и C2B10H12⊂[Cu20Cl20{Cp*Fe(η5-P5)}12], образующихся в результате темплатного синтеза. Соединение C60⊂[Cu26Cl26(H2O)2{Cp*Fe(η5-P5)}13(NCMe)9] представляет собой уникальный супрамолекулярный комплекс «гость-хозяин», в котором в роли гостя выступает молекула фуллерена. Соединение C2B10H12⊂[Cu20Cl20{Cp*Fe(η5-P5)}12] кристаллизуется в неожиданной высокосимметричной пространственной группе Fm3c. Гигантская квази-сферическая молекула состава [Cu20Cl20{Cp*Fe(η5-P5)}12] с идеализированной икосаэдрической точечной симметрией включает в себя молекулу ортокарборана, C2B10H12. При этом атомы меди и фосфора молекулы-хозяина образуют в пространстве 80-вершинный полиэдр состава Cu20(P5)12, топологичести идентичный икосаэдрическому изомеру фуллерена C80. Интересно отметить, что по данным квантовохимических расчетов икосаэдрический изомер C80, будучи наиболее симметричным, является наименее стабильным из теоретически возможных. В случае же металлоорганического соединения высокая идеализированная симметрия есть прямое следствие топологических требований, порождаемых координацией атомов меди к атомам фосфора пятичленных циклов P5. При этом молекула гостя идеально вписывается в полость молекулы-хозяина. Таким образом, имеющиеся данные позволяют утверждать, что в данных системах имеет место темплатная самосборка больших супрамолекулярных ансамблей.
 |
C60⊂[Cu26Cl26(H2O)2{Cp*Fe(η5-P5)}13(NCMe)9
Молекула фуллерена показана оранжевым цветом |
English
Почта
