Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.
Скачать (прямая ссылка):
Seth, M., M. Dolg, P. Fulde, and
P. Schwerdtfeger. 1995. J. Am. Chem. Soc. 117: 6597.
Дэвид Кларк получил степень бакалавра химических наук в 1982 г. в Вашингтонском университете и степень доктора философии в области неорганической химии в 1986 г. в университете пгг. Индиана. Его диссертация была отмечена наградой, подписанной лауреатами Нобелевской премии из Американского химического общества, как лучшая диссертация в США. В течение года Кларк был стажером Совета по научно-техниче-ским исследованиям при Оксфордском университете, а затем, в 1988 г., переехал в Лос-Аламос как стипендиат фонда Дж. Роберта Оппенгейме-ра. В 1989 г. он был зачислен в штат Лаборатории. В настоящее время является директором института материаловедения трансактиноидов им. Гленна Т. Сиборга, где занимается координированием работ по материаловедению актиноидов; адъюнкт-профессором химии в университете пгг. Алабама; адъюнкт-профессором по исследованиям в университете пгг. Нью-Мексико и консультантом факультета Стэнфордской синхротрон-ной радиационной лаборатории. Кларк - автор более 90 публикаций в реферируемых журналах, а также глав энциклопедий и обзорных статей по широкой тематике, в том числе по ал-коксидам металлов, химии органоактиноидов, координационной химии актиноидов, поведению актиноидов в окружающей среде и электронной структуре и образованию связей в неорганических соединениях.
Number 26 2000 Los Alamos Science
383
Численные исследования химических свойств актиноидов
Джеффри Tl. Хей, Ричард JI. Мартин
В настоящее время электронные свойства органических и неорганических молекул можно рассчитать с помощью основных законов термодинамики с недоступной ранее точностью. Такие перемены стали возможными благодаря последним достижениям в области теории и вычислительных методов. Сотрудники нашей группы и исследователи других организаций применили методику расчета электронной структуры к молекулам, содержащим актиноиды. На основе расчетов электронной структуры можно рассчитывать другие молекулярные свойства, сравнивать их с экспериментальными данными или получать информацию в тех случаях, когда экспериментальные данные отсутствуют.
Молекулярные свойства и соответствующие методы, использованные для их определения, приведены в табл. I. Более подробная информация о молекулярных свойствах приводится в статьях “Сложность химического поведения плутония” и “Методика ТСРП для исследования локальной структуры” соответственно на с. 366 и 424.
Квантово-механические расчеты молекул актиноидов умеренных размеров стали реальными в результате устойчивого прогресса в области методов решения уравнения Шредингера для молекул, приближенных методов описания релятивистских эффектов и новых подходов в теории функционала плотности для расчета свойств, представляющих интерес с химической точки зрения. Эти вопросы более подробно будут рассматриваться в следующем разделе, а пока отметим, что присуждение Нобелевской премии в области химии за 1998 год говорит о близости результатов, полученных традиционными методами квантовой химии и теории функционала плотности. Лауреатами премии стали Джон Попл, пионер в области разработки квантово-химических методов, введенных в гауссовы программы расчета электронной структуры, и Уолтер Кон, один из создателей теории функционала плотности.
В разделе “Применение к актиноидным материалам” демонстрируется использование метода расчета электронной структуры молекул актиноидных элементов на примере ряда молекул AnO2(H2O)52+ урана, нептуния и плутония. И наконец, приводится пример актиноидного комплекса Np02(18-KpayH-6)+, включающего органический лиганд, чтобы показать, как на основе методов теории функционала плотности можно изучать содержащие актиноиды большие молекулы.
Los Alamos Science Number 26 2000
Численные исследования химических свойств актиноидов
Разработки в области теории и вычислительных методов
Первым шагом при рассмотрении квантово-механических принципов взаимодействия группы электронов и группы ядер является разделение движения электронов и ядер. Как правило, такой подход служит хорошей аппроксимацией, поскольку электроны значительно легче ядер и почти сразу же “подстраиваются” под изменение положения ядер. Теперь выражение для энергии электронов в фиксированном электростатическом поле ядер можно записать как:
?эл(К) = Екш + Еш-щ + ?эл-эл • (!)
Энергия E3jl(R) записывается как функция от фиксированных координат R, где R = (R^ ^2’ ***’ ®-n) представляет собой координаты всех ядер в молекуле. Последующие члены уравнения (1) представляют кинетическую энергию электронов, энергию взаимодействия электронов и ядер и энергию электрон-электронного отталкивания. Интересно отметить, что разделение движения электронов и ядер известно как приближение Борна - Оппенгеймера. Оно было
Таблица I. Молекулярные свойства и соответствующие методы исследования
Молекулярные свойства Методы исследования
Длина и угол связей Рентгеновская кристаллография и спектроскопия тонкой структуры рентгеновского поглощения (ТСРП)
