Квантовохімічне моделювання взаємодії атомарного хлору з поверхнею кварцу

Abstract

Методом теорії функціоналу електронної густини (B3LYP/6-31G(d,p)) досліджено температурну залежність вільної енергії Гіббса взаємодії кварцу з молекулами хлору в основному та збудженому станах, а також з атомами хлору в основному стані. Встановлено, що реакція атомів хлору з поверхнею кварцу до температури 700 К є більше ймовірною в порівнянні реакціями за участі хлору в молекулярному стані. Проведено дослідження елементарних актів взаємодії атома хлору з поверхнею кварцу. Встановлено, що найбільш термодинамічно ймовірним є заміщення силанольної групи поверхні на атом хлору.

By the method of the density functional theory (B3LYP/6-31G(d,p)), the temperature dependence of the Gibbs free energy of the interaction of quartz with chlorine molecules in the ground and excited states, as well as with chlorine atoms was investigated. It is found that the rearaction of chlorine atoms in ground state with the surface of quartz to the temperature of 700 K is more probable in comparison with reactions involving chlorine in the molecular state. The investigation of elementary acts of the interaction of the chlorine atom with the quartz surface has been carried out. It has been found that the most thermodynamically probable is the substitution of the silanol group of the surface by a chlorine atom.

Методом теории функционала электронной плотности (B3LYP/6-31G(d,p)) исследовано температурную зависимость свободной энергии Гиббса взаимодействия кварца с молекулами хлора в основном и возбужденном состояниях, а также с атомами хлора в основном состоянии. Установлено, что реакция атомов хлора с поверхностью кварца до температуры 700 К является более вероятной по сравнению реакциями с участием хлора в молекулярном состоянии. Проведено исследование элементарных актов взаимодействия атома хлора с поверхностью кварца. Установлено, что наиболее термодинамически вероятным является замещение силанольной группы поверхности на атом хлора.