Моделювання кластерів ортосилікатної та метансульфонової кислоти у водному розчині

Abstract

В роботі з використанням квантово-хімічного методу моделювання була розглянута можливість зв’язування ортосилікатної кислоти з різною кількістю метансульфонат-аніонів. Було продемонстровано, що метансульфонова кислота утворює по два водневі зв’язки з молекулою ортосилікатної кислоти, в незалежності від конформації самого кластеру. За результатами розрахунків енергетичних параметрів систем та граничних молекулярних орбіталей, було встановлено, що найстабільнішим кластером ортосилікатної кислоти з метансульфонат-аніоном є [H4SiO4 · 4CH3SO3–]. Також було встановлено, що характерною особливістю для всіх досліджуваних кластерів на рівні розподілу електронної густини є утворення восьмичленного циклу (S–O···H–O–Si–O–H···O) та (S–O···H–O–Si–O···H–С). Також встановлено відсутність суттєвої залежності ефективного заряду від атома Силіцію від кількості аніонів метансульфонату у внутрішній сфері. Таким чином, теоретично продемонстровано, що метансульфонат-аніон здатний стабілізовувати ортосилікатну кислоту та зменшувати можливість її димеризації.