СРАВНЕНИЕ СТЕПЕНИ АНГАРМОНИЧНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ В КОМПЛЕКСАХ И КЛАСТЕРАХ С ВОДОРОДНОЙ СВЯЗЬЮ

Анализируются рассчитанные ранее многомерные поверхности потенциальной энергии мономера и димера метанола, димера воды, малональдегида, димера муравьиной кислоты, комплекса пиридиназотоксида и трихлоруксусной кислоты и протонированного димера воды. На основании поведения вблизи глобальных минимумов рассчитанных многомерных поверхностей потенциальной энергии ряда кластеров и комплексов с водородной связью различной силы построены соответствующие гармонические поверхности потенциальной энергии. Это позволило ввести наглядный параметр оценки степени ангармоничности рассчитанных поверхностей потенциальной энергии. Проанализирована зависимость параметра ангармоничности от размеров анализируемой области в окрестности минимума энергии, от числа точек, в которых проводится сравнение энергий, а также от размерности решаемой колебательной задачи. В унифицированных условиях выполнены расчеты параметра ангармоничности для поверхностей потенциальной энергии в комплексах с сильной, умеренно сильной и слабой водородной связью. Полученные значения параметра ангармоничности сопоставлены со значениями соответствующих диагональных постоянных ангармоничности для валентных колебаний мостикового протона, а также с длиной водородных мостиков.

водородная связь, поверхность потенциальной энергии, ангармонизм, hydrogen bond, potential energy surface, anharmonicity

1. J. Ischtwan, M. Collins. J. Chem. Phys., 100 (1994) 8080-8088

2. T. Ho, H. Rabitz. J. Chem. Phys., 104 (1996) 2584-2597

3. P. R. P. Barreto, A. F. Albernaz, F. Palazzetti. Int. J. Quantum Chem., 112 (2012) 834-847

4. E. J. Saavedra, S. A. A. Fernando, D. Suvire, M. A. Zamora, M. L. Freile, R. D. Enriz. Int. J. Quantum Chem., 112 (2012) 2382-2391

5. Yu. N. Panchenko, V. I. Pupyshev, A. V. Abramenkov. J. Mol. Struct., 130 (1985) 355-359

6. Yu. N. Panchenko, V. I. Pupyshev, A. V. Abramenkov. J. Mol. Struct., 140 (1985) 87-92

7. E. Van Leuken, G. Brocks, P. E. S. Wormer. Chem. Phys., 110 (1986) 365-373

8. N. B. Balabanov, K. A. Peterson. J. Chem. Phys., 120 (2004) 6585-6592

9. R. Prosmitia, S. Lopez-Lopez, A. Garcia-Vela. J. Chem. Phys., 120 (2004) 6471-6477

10. Y. Zhou, D. Xiea. J. Chem. Phys., 123 (2005) 134323

11. B. Lowe, M. Pilant, W. Rundell. Soc. Ind. Appl. Math., J. Math. Anal., 23 (1992) 482-504

12. R. Fabiano, R. Knobel, B. Lowe. IMA J. Numer. Anal., 15 (1995) 75-88

13. H. V. Von Geramb. Quantum Inversion Theory and Applications, Springer, New York (1994)

14. T. Ho, H. J. Rabitz. Phys. Chem., 97 (1993) 13447-13456

15. T. Ho, H. Rabitz, S. Choi, M. J. Lester. Chem. Phys., 104 (1996) 1187-1202

16. D. Zhang, J. Light. J. Chem. Phys., 103 (1995) 9713-9720

17. R. Baer, R. Kosloff. J. Phys. Chem., 99 (1995) 2534- 2545

18. M. Shapiro. J. Phys. Chem., 100 (1996) 7859-7866

19. Z. Lu, H. Rabitz. Phys. Rev. A, 52 (1995) 1961-1967

20. W. Zhu, H. Rabitz. J. Chem. Phys., 111 (1999) 472-480

21. K. P. Lawley, I. Prigogine, S. A. Rice. Ab initio Methods in Quantum Chemistry, Advances in Chemical Physics, 67, 69, Wiley, New York (1987)

22. L. Lain, A. Torre, M. Reguero, C. Valdemoro. J. Mol. Struct. (Theochem), 287 (1993) 47-53

23. C. Valdemoro, M. Reguero, L. Lain. Chem. Phys. Lett., 147 (1988) 219-222

24. M. Reguero, C. Valdemoro. Basic Aspects of Quantum Chemistry, Elsevier, Amsterdam (1989)

25. I. Absar, A. J. Coleman. Chem. Phys. Lett., 39 (1976) 609-611

26. D. J. Wales. Science, 293 (2001) 2067-2070

27. D. J. Wales. J. Chem. Phys., 142 (2015) 130901

28. D. Asenjo, J. D. Stevenson, D. J. Wales, D. Frenkel. J. Phys. Chem. B, 117 (2013) 12717-12723

29. M. T. Oakley, R. L. Johnston, D. Wales. J. Phys. Chem. Chem. Phys., 15 (2013) 3965-3976

30. W. Hermoso, N. B. Jaufeerally, P. Ramasami, F. R. Ornellas. Int. J. Quantum Chem., 113 (2013) 112-118

31. A. B. McCoy. Int. J. Quantum Chem., 113 (2013) 366-374

32. F. Rao, A. Caflisch. J. Mol. Biol., 342 (2004) 299-306

33. F. Noé, S. Fischer. Curr. Opin. Struct. Biol., 18 (2008) 154-162

34. D. A. Evans, D. J. Wales. J. Chem. Phys., 118 (2003) 3891-3897

35. G. S. Maciel, P. R. P. Barreto, F. Palazzetti, A. Lombardi, V. Aquilanti. J. Chem. Phys., 129 (2008) 164302

36. G. A. Pitsevich, A. Malevich, V. Sablinskas, Yu. DoroshenkoI., V. E. Pogorelov, E. N. Kozlovskaya, V. Balevicius. Vest. Found. Fund. Res., 63 (2013) 80-87

37. G. A. Pitsevich, A. Malevich, Yu. DoroshenkoI., E. N. Kozlovskaya, V. Ye. Pogorelov, V. Shablinskas, V. Balevichus. Spectrochim. Acta A, 120 (2014) 585-594

38. G. A. Pitsevich, A. Malevich, E. N. Kozlovskaya, I. Yu. Doroshenko, V. E. Pogorelov, V. Shablinskas, V. Balevichus. Spectrochim. Acta A, 145 (2015) 384-393

39. G. A. Pitsevich, A. E. Malevich, E. N. Kozlovskaya, U. U. Sapeshko. J. Spectrosc. Dyn., 4 (2014) 25

40. G. Rauhut. J. Chem. Phys., 121 (2004) 9313-9322

41. S. K. Burgera, P. W. Ayersb. J. Chem. Phys., 132 (2010) 234110

42. M. R. Peterson, G. I. Csizmadia. J. Mol. Str., 94 (1983) 127-135

43. P. Gomez, M. Fernanoez, L. Sese, V. Botella. J. Mol. Str., 142 (1986) 315-318

44. G. L. Sosaa, N. Peruchena, R. H. Contrerasb, E. A. Castroc. J. Mol. Struct. (Theochem), 401 (1997) 77-85

45. X. Luo, P. G. Mezey. Int. J. Quantum Chem., 41 (1992) 557-579

46. N. J. Wright, R. B. Gerber. J. Chem. Phys., 112 (2000) 2598-2604

47. B. Temelso, G. C. Shields. J. Chem. Theory Comput., 7 (2011) 2804-2817

48. A. G. Csaszar. WIREs Comput. Mol. Sci., 2 (2012) 273-289

49. V. Barone, M. Biczysko, J. Bloino. PCCP, 16 (2014) 1759-1787

50. G. M. Chaban, J. O. Jung, R. B. Gerber. J. Phys. Chem. A, 104 (2000) 2772-2779

51. P. Meier, D. Oschetzki, R. Berger, G. Rauhut. J. Chem. Phys., 140 (2014) 184111

52. B. Njegic, M. S. Gordon. J. Chem. Phys., 129 (2008) 164107

53. Z. Latajka, K. Morokuma, H. Ratajczak, W. J. Orville-Thomas. J. Mol. Struct. (Theochem), 135 (1986) 429-434

54. Z. Latajka, K. Morokuma, H. Ratajczak, W. J. Orville-Thomas. J. Mol. Struct. (Theochem), 146 (1986) 263-266

55. Y. Bouteiller, Z. Latajka, H. Ratajczak, S. Scheiner. J. Chem. Phys., 94 (1991) 2956-2961

56. Y. Bouteiller, Z. Latajka. J. Mol. Struct., 322 (1994) 175-180

57. Y. Bouteiller, Z. Latajka. J. Chem. Phys., 97 (1992) 145-149

58. B. Silvi, R. Wieczorek, Z. Latajka, M. E. Alikhani, A. Dkhissi, Y. Bouteiller. J. Chem. Phys., 111 (1999) 6671-6678

59. Y. G. Smeyers. J. Mol. Struct., 107 (1984) 3-21

60. S. A. Manson, M. M. Law, I. A. Atkinson, G. A. Thomson. Phys. Chem. Chem. Phys., 8 (2006) 2855-2865

61. T. Xie, J. M. Bowman. J. Chem. Phys., 117 (2002) 10487-10493

62. E. Matito, D. Toffoli, O. Christiansen. J. Chem. Phys., 130 (2009) 134104

63. S. Rampino. J. Phys. Chem. A, 120 (2016) 4683-4692

64. M. S. Schuurman, W. D. Allen, P. V. R. Schleyer, H. F. Schaefer III. J. Chem. Phys., 122 (2005) 104302

65. F. Calvo, J. P. K. Doye, D. J. Wales. J. Chem. Phys., 115 (2001) 9627-9636

66. P. Botschwina. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2, 84, N 9 (1988) 1263-1276

67. G. A. Pitsevich, A. Malevich, E. N. Kozlovskaya, Yu. I. Doroshenko, V. Shablinskas, V. E. Pogorelov, D. Dovgal’, V. Balevicius. Vibr. Spectrosc., 79 (2015) 67-75

68. G. Pitsevich, A. Malevich, E. Kozlovskaya, E. Mahnach, I. Doroshenko, V. Pogorelov, L. G. M. Pettersson, V. Sablinskas, V. Balevicius. J. Phys. Chem. A, 121 (2017) 2151-2165

69. S. Califano. Vibrational States, Wiley, New York (1976)

70. I. M. Mills. In “Molecular Spectroscopy: Modern Research”, Eds. K. N. Rao, C. W. Mathews, Academic Press, New York (1972)

71. Mathematica, Wolfram Research; Inc. http://www.wolfram.com/mathematica/

72. G. Pitsevich, A. Malevich, E. Kozlovskaya, E. Shalamberidze, I. Doroshenko, V. Pogorelov, E. Mahnach, V. Sapeshko, V. Balevicius. J. Mol. Struct., 1139 (2017) 328-332