Mоделирование структуры, механических и электронных свойств кристаллов L-образных аминокислот методами теории функционала плотности

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Празян Тигран Леонидович
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………….. 4
ГЛАВА 1. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ
МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ …………………………………………………………… 9
1.1. Свойства и применение органических материалов ………………………….. 9
1.2. Теоретические исследования кристаллов цвиттерионных аминокислот
…………………………………………………………………………….13
1.3. Кристаллическая структура органических молекулярных кристаллов
полициклических углеводородов, цвиттерионных аминокислот ……………….. 15
1.4. Влияние давления на структуру органических кристаллов …………….. 17
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ………………………………………………….. 21
2.1. Метод Хартри – Фока……………………………………………………………………. 21
2.2. Теория функционала плотности…………………………………………………….. 24
2.3. Методы учета межмолекулярных взаимодействий ………………………… 28
2.4. Программное исполнение ……………………………………………………………… 33
2.5. Упругие и механические свойства кристаллов ………………………………. 34
2.6. Уравнения состояния твердых тел…………………………………………………. 37
ГЛАВА 3. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ЭЛЕКТРОННОЕ
СТРОЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ ……………………………………….. 39
3.1. Кристаллическая структура и электронное строение полициклических
углеводородов………………………………………………………………………………………….. 39
3.2. Кристаллическая структура и электронное строение в органических
цвиттерионных аминокислотах ………………………………………………………………… 43
ГЛАВА 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ
МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ …………………………………………………………. 59
4.1. Механические свойства нафталина и антрацена, влияние
дисперсионных сил ………………………………………………………………………………….. 59
4.2. Механические свойства L-аланина и L-треонина …………………………… 68
4.3. Механические свойства L-аланина под давлением ………………………… 72
ГЛАВА 5. СТУКТУРНЫЕ, ЭЛЕКТРОННЫЕ И КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ
СВОЙСТВА АМИНОКИСЛОТ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ………………………………… 75
5.1. Уравнения состояния ряда цвиттерионных аминокислот ……………….. 75
5.2. Влияние давления на структуру аминокислот, фазовые переходы …. 79
5.3. Влияние давления на электронные свойства аминокислот……………… 89
5.4. Колебательные свойства L-аланина под давлением ……………………….. 94
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ……………………………………………….. 99
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………….. 103

Во введении обоснована актуальность темы работы, описаны объекты иссле-
дования, их применение и использование. Сформулированы цель и задачи работы,
научная новизна, положения, выносимые на защиту, практическая и научная зна-
чимости. Представлена информация о личном вкладе автора, апробации работы и
структуры публикаций.
В первой главе рассмотрены свойства и области применения исследуемых ор-
ганических молекулярных кристаллов, а также обзор современного состояния.
Во второй главе описаны методы исследования молекул и кристаллов на ос-
нове теории функционала плотности с обменно-корреляционном градиентным
функционалом в форме PBE, локальным LDA, гибридным B3LYP и учета межмо-
лекулярного взаимодействия в моделях D2, D3(BJ), а также наборы локализован-
ных базисов атомных орбиталей. Представлены методы расчета упругих и меха-
нических свойств, а также параметров уравнений состояния (EoS) кристалличе-
ских твердых тел.
В третьей главе представлены результаты первопринципных расчетов с уче-
том межмолекулярного взаимодействия кристаллической структуры и электрон-
ного строения органических молекулярных кристаллов нафталина, антрацена, L-
аланина, L-треонина и L-лейцина.
Расчеты структуры полициклических углеводородов проведены в моделях
LDA, PBE, B3LYP и в двух моделях учета ван-дер-Ваальсового (vdW) взаимодей-
ствия, известных как D2 и D3(BJ). Локальное приближение функционала обеспе-
чивает высокую производительность вычислений, но дает некорректное воспроиз-
ведение параметров решетки и внутримолекулярных расстояний. Градиентное
приближение показывает лучшее, чем LDA воспроизведение длин связей. Тради-
ционный для молекулярных кристаллов гибридный функционал приводит к зна-
чительным временным затратам, завышая параметры решетки при улучшении
длин внутримолекулярных связей. Учет межмолекулярного взаимодействия в
формах D2, D3 улучшает в сравнении с экспериментальными данными геометрию
кристаллов. Сравнение методов D2 и D3 (BJ) с позиции высокой точности, более
широкого диапазона применимости и меньшего эмпиризма обеспечивает превос-
ходство второго из них. Поэтому в дальнейших расчетах будет использоваться
PBE+D3.
В кристаллических структурах молекулы аланина и треонина связаны между
собой посредством водородных связей N-H◦◦◦O, которые различаются по длине.
Кристалл L-аланина имеет структуру, в которой ближайшими межмолекулярными
атомами являются атомы водорода из группы -NH3+ и атомы кислорода из –COO-.
Так, методом PBE+D3 среднеквадратичное отклонение от экспериментальных
данных составляет порядка 2%. Водородные связи кристалла треонина образуются
группами NH3+, COO- и OH. Связь C-N, участвующая в образовании одной из та-
ких водородных связей, имеет такую же длину, что и в эксперименте.
В таблице 1 приведены полученные методами PBE, PBE+D3 и известные из
эксперимента (Эксп.) параметры кристаллической структуры исследуемых кри-
сталлов: постоянные решетки a, b, c, угол β и объем ячейки V.
Таблица 1. Кристаллические параметры решетки нафталина, антрацена, L-
аланина, L-треонина и L-лейцина
Кристалл Методa, Åb, Å c, Å β, °V, Å3
НафталинPBE8,7626,092 9,000 123,27401,7
P21/a PBE+D37,8755,871 8,617 125,08326,1
Эксп.8,0805,933 8,632 124,65340,4
АнтраценPBE9,5766,327 8,882 101,22527,8
P21/c PBE+D39,0915,932 8,188 100,29434,4
Эксп.9,2845,999 8,421 102,49457,9
L-аланинPBE5,8146,872 11,648 -465,4
P212121 PBE+D35,8025,974 12,017 -416,5
Эксп.5,7945,928 12,26-421,1
L-PBE13,5858,135 5,208-575,6
треонин PBE+D313,5367,679 5,066-526,6
P212121 Эксп.13,6287,618 5,110-530,5
L-лейцин PBE+D314,3269,552 5,199 94,64709,2
P21Эксп.14,5199,562 5,301 94,20734,0

В кристалле L-аланина для метода PBE+D3 энергия связи равна -11,6 эВ, в то
время как без учета дисперсионных сил она равна -5,0 эВ. Для L-треонина энергия
связи с учетом дисперсионных сил меньше чем для L-аланина и равна -8,2 эВ, без
учета этих сил -3,9 эВ.
Карта деформационной плотности Δρ, полученная вычитанием из кристалли-
ческой, плотностей невзаимодействующих атомов, (рисунок 1) демонстрирует
особенности химической связи в кристалле L-треонина. Избыточный электронный
заряд сосредоточен в областях групп NH3 и CH3, в то время как отрицательная
плотность (области вытекания заряда) приходится на группу COO.
Рисунок 1. Карта распределения деформационной плотности
L-треонина (красным обозначены области натекания, Δρ>0; синим области выте-
кания Δρ<0 электронного заряда) Эффективные заряды, рассчитанные по схеме Малликена, QA=PA-ZA (ZA – за- ряд ядра атома А) на атомах кислорода O1 и O2 в кристалле L-треонина равны со- ответственно -0,48 |e| и -0,49 |e|. В карбоксильной группе COO- эффективный заряд составляет -0,56 |e|. В группе NH3+ среднее значение положительного эффективно- го заряда атомов водорода равно +0,39 |e|, что обеспечивает ей избыточный заряд + 0,55 |e|. В отличие от треонина в аланине область вытекания заряда -COO имеет немного большее значение эффективного заряда и составляет -0,58 |e|, в то время как избыточный заряд в группе NH3+ практически одинаков и равен +0,54 |e|. Исследование электронных свойств дает представление о структуре валентной зоны и зоны проводимости. Получены зонные структуры L-аланина и L-треонина для координат точек зоны Бриллюэна: Г(0, 0, 0), Z(0, 0, 1/2), X(1/2, 0, 0), S(1/2, 1/2, 0), Y(0, 1/2, 0), T(0, 1/2, 1/2), R(1/2, 1/2, 1/2), U(1/2, 0, 1/2). Ширина запрещенной зоны для метода PBE+D3 составляет 4,94 эВ, в то время как в эксперименте для чистого кристалла L-аланина она равна 5,45 эВ. В кристалле L-треонина данная величина для метода PBE+D3 составляет 5,05 эВ. Посредством анализа карт рас- пределения полной и парциальной плотностей состояния N(E) аланина и треонина установлено, что переход электронов из валентной зоны в зону проводимости осуществляется переходом электронов в карбоксильной группе с атомов кислоро- да O1 и O2 на атом углерода C1. В четвертой главе приведены результаты первопринципных расчетов с уче- том межмолекулярного взаимодействия механических свойств органических мо- лекулярных кристаллов. Расчет упругих постоянных Cij нафталина и антрацена показал, что, как и в случае с геометрией кристалла, приближение локальной плотности LDA завышает упругие постоянные, а градиентное приближение PBE, наоборот, занижает. Учет дисперсионной поправки методом PBE+D3 завышает значения упругих постоян- ных. Показано, что при переходе от фазы P21/a к P21/c в нафталине и антрацене наблюдается увеличение модуля объемного сжатия, модуля сдвига и модуля Юн- га, а также уменьшение коэффициента Пуассона. Для нафталина модуль всесто- роннего сжатия, модуль сдвига и модуль Юнга больше, чем для антрацена. Анализ пространственного распределения модуля сдвига в нафталине и антра- цене привел к следующим заключениям: в нафталине минимальная проекция мо- дуля сдвига в нафталине меньше чем в антрацене всего на 0,07 ГПа, а максималь- ная проекция меньше на 0,27 ГПа. Впервые из первых принципов получены упругие постоянные монокристалла L-аланина, находящиеся в удовлетворительном согласии с известными экспери- ментальными данными, которые измерены только для 3 из 9 упругих постоянных при 100 K (приведены в скобках): C44 = 8,13 (5,32) ГПа, C55 = 6,59 (6,15) ГПа, C66 = 7,43 (8,2) ГПа. Имеет место анизотропия упругих свойств цвиттерионные амино- кислоты. Так, линейные модули упругости вдоль осей a, b, c: Ba, Bb, Bc в треонине равны соответственно 258,6, 25,0 и 76,4 ГПа; модули Юнга: 58,6, 15,2, 36,3 ГПа, соответственно (в аланине 68,5, 8,9, 14,2 ГПа). В таблице 2 приведены полученные методом PBE+D3 в усреднении Реусса- Фойгта-Хилла упругие модули и другие механические характеристики поликри- сталлических аланина и треонина. Треонин проявляет большую микротвердость, но имеет меньший универсальный показатель анизотропии. Таблица 2. Объемный модуль B, модуль сдвига G, модуль Юнга E, коэффици- ент Пуассона μ, микротвердость H, универсальный индекс анизотропии AU поли- кристаллов аланина и треонина B, ГПаG, ГПаE, ГПаμH, ГПаAU L-аланин21,658,3322,140,331,393,08 L-треонин20,0011,4028,730,2612,721,58 Описательным параметром для оценки зависимости рассматриваемых пара- метров от давления была выбрана скорость изменения упругой постоянной с дав- лением Cij P . Показана особенность уменьшения значения одной из упругих по- стоянных с давлением, характеризующая одноосное сжатие. В пятой главе рассматриваются структурные и электронные свойства амино- кислот под давлением. Выполнены расчеты параметров уравнения состояния V(P) для L-аланина, L-треонина и L-лейцина методом DFT с учетом межмолекулярного взаимодействия. Для исследования влияния давления на структурные и электронные свойства аминокислот использовалось 4-х и 3-х параметрическое уравнение состояния Бер- ча-Мурнагана: E (V )  E 0   9V0 B0  2 3 2  x  1 B1  x  2  1 6  4 x  2 ,(1) P (V )  3B 0  7  x  x 5 1  B1  4 x  2  1   24,(2) здесь x  V /V0 1 3 ,B0  V P / V T– изотермический модуль объёмного сжатия и B1  B / PT его первая производная по давлению при х = 1. Величины Е0, V0, B0, B1 являются четырьмя параметрами уравнения состояния (1), V0, B0, B1 – уравне- ния (2). Они имеют следующий смысл: V0 – объем при энергетическом минимуме и на шкале V он указывает минимальное значение E0, E0 – определяет глубину кривой E(V), а B0 и В1 – её форму. Параметры уравнения состояния вычислялись аппроксимацией рассчитанных при 0 К методом PBE+D3 зависимостей E(V) (EoS (1)) и P(V) (EoS (2)). Таким же образом оценивались параметры уравнений состояния P(V) из экспериментальных данных других авторов. Все они суммированы в таблице 4. Таблица 4. Расчетные и экспериментальные параметры уравнений состояния цвиттерионных аминокислот КристаллМетодЕ0, a.u.V0, Å3B0, ГПаВ1 Эксп.431,414,615,7 L-аланин PBE+D3-1294,1387418,521,093,8 Эксп.541,714,568,3 α-L-треонин PBE+D3-1751,9566529,118,136,9 β-L-треонинPBE+D3-1751,9485522,912,4812,3 L-лейцинPBE+D3-1765,3934721,710,117,4 На рисунке 2 приведены зависимости параметров решетки L-аланина a и b от давления, полученные в настоящей работе методом PBE+D3 и измеренные ранее экспериментально. Имеет место хорошее совпадение теоретических и экспери- ментальных данных. Показано, что внутримолекулярные расстояния C-C и C-N уменьшаются с ростом давления, тогда как в группе –COO расстояние C1-O1 уменьшается, а C1-O2 увеличивается. Рисунок 2. Зависимости параметров решетки a и b от давления P в L-аланине В рамках схемы Малликена определены заряды атомов и заселенности пере- крывания связей в молекулах. Вычислена полная и парциальная плотность состоя- ний и установлено, что переход электронов из валентной зоны в зону проводимо- сти осуществляется с атомов кислорода на атомы углерода группы –COO. Среднее значение компонент тензора поляризуемости, диэлектрической проницаемости и пьезоэлектрических коэффициентов напряжения составили соответственно 40,67 Å3, 2,08 и -4,25 пм/В. Исследование поведения параметров решетки и внутри- и межмолекулярных расстояний от давления R(Р) позволяет более полно оценить степень сжимаемости L-треонина. Для численной оценки изменения длин связей использовался модуль сжимаемостиKR,которыйрассчитываетсяизлинейнойинтерполяции R( P)  R0 1  P K R  : K R  R0  P R . Здесь R0 – значение параметра при нулевом дав- лении. В большинстве случаев зависимости постоянной решетки a(P), b(P), c(P) и междуатомных расстояний RA-B(P) имеют линейный характер. В таблице 5 приве- дены рассчитанные методом PBE+D3 модули сжимаемости аланина, треонина и лейцина. Показано, что внутримолекулярные связи практически не сжимаемы, то- гда как межмолекулярные, наоборот, существенно зависят от давления. Таблица 5. Линейные модули сжимаемости (ГПа) аланина, треонина и лейцина KaKbKcKVKKK
L-аланин142,059,64 132,433,626342558296
L-треонин269,952,2 158,735,613321221146
L-лейцин239,268,9 34,7522,4882,8317192

Для L-треонина показана возможность существования метафазы, образующей-
ся при давлении в интервале от 1 до 2 ГПа с сохранением кристаллической сим-
метрии, но другим пространственным расположением молекул в элементарной
ячейке. Установлено, что при фазовом переходе в β-форме изменяются положе-
ния молекул в ячейке друг относительно друга как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Фазовый переход от α-L-треонина к β-L-треонину
Попарно молекулы 1, 2 и 3, 4 повернулись по часовой и против часовой стрел-
ки соответственно. Молекулы в ячейке за счет сжатия вдоль оси a и растяжения
вдоль оси b повернулись относительно первоначального положения на угол рав-
ный примерно 30˚.
Вычисленные упругие постоянные для монокристаллов в β-фазе L-треонина
при нулевом давлении удовлетворяют критериям механической устойчивости. Их
значения свидетельствуют о сильном изменении анизотропии механических
свойств. Так линейные модули упругости для β-фазы принимают значения 26,2,
37,4 и 48,4 ГПа. Для α-L-треонина анизотропия вдоль оси a выше примерно в 10
раз.
Полученные позже другими авторами новые экспериментальные данные по
поведению L-треонина под давлением также находятся в хорошем согласии с по-
лученным в настоящей работе уравнением состояния.
Рассчитанное уравнение состояния моноклинного L-лейцина в интервале дав-
лений от 0 до 4 ГПа демонстрирует меньший объемный модуль B0 по сравнению с
L-аланином и L-треонином. Обнаружены две аномалии в интервале от 0 до 2 ГПа,
которые подтверждаются имеющимися экспериментальными данными по комби-
национному рассеянию. Расчеты демонстрируют аномалии в поведении постоян-
ных решетки a, c и угла β, что связано с движением CH и CH3 групп, а также групп
COO, вовлеченных в межмолекулярное взаимодействие.
Рассмотрены влияния давления на электронные свойства аминокислот. Пока-
зано, что давление в L-аланине уменьшает ширину запрещенной зоны по правилу
Eg=4,943-0,014·P+2,279·10-4·P2, где давление в ГПа. Уменьшение ширины запре-
щенной зоны с увеличением давления предсказуемо в связи с тем, что при при-
кладываемом давлении сжимаются электронные оболочки, тем самым увеличива-
ется концентрация электронов.
На примере L-аланина рассмотрено влияние давления на оптические спектры.
Исходя из рассчитанных модовых параметров Грюнайзена установлено, что отри-
цательное смещение пиков под давлением наблюдается преимущественно для ва-
лентных колебаний функциональной аминогруппы, в то время как для остальных
колебаний имеет место положительное смещение пиков. Полученные отрицатель-
ные модовые параметры Грюнайзена для колебаний аминогруппы соответствуют
имеющимся экспериментальным данным. Как отмечено ранее, длины связей C-H в
метиловой группе имеют предельно большой модуль сжимаемости KR >> 2000
ГПа, что объясняет близкий к нулю параметр Грюнайзена, соответствующий ко-
лебаниям в этой группе. В то же время, модули сжимаемости для трех неэквива-
лентных межмолекулярных связей N-H◦◦◦O составляют 617, 70 и 202 ГПа. Участие
атомов аминогруппы NH в образовании данных межмолекулярных связей и малое
значение модуля сжимаемости объясняет большее изменение с давлением волно-
вых чисел этих колебаний.

Основные результаты и выводы

В ходе проведенных автором расчетов и выполненного анализа получены следу-
ющие результаты, установлены закономерности и сформулированы выводы:
1.На примере хорошо известных кристаллов нафталина и антрацена и менее
изученных кристаллов цвиттерионных аминокислот показано, что учет дисперси-
онных сил, реализованных с помощью схем Гримма D2 и D3, приводит к совпаде-
нию с экспериментальными данными параметров структуры органических моле-
кулярных кристаллов. Полученные значения межмолекулярных водородных свя-
зей с учетом дисперсионной поправки также близки к экспериментальным дан-
ным.
2.Рассчитаны методами теории функционала плотности без учета и с учетом
межмолекулярного взаимодействия упругие постоянные для монокристаллов
нафталина и антрацена в фазах с симметриями P21/a и P21/c. Показано, что для
P21/a структуры нафталина расчет с градиентным функционалом PBE приводит к
заниженным значениям упругих постоянных, а с учетом дисперсионной поправки
PBE+D3 к завышенным. Упругие модули, рассчитанные для поликристаллов: объ-
емный, сдвига и Юнга больше в P21/c структурах. Микротвердость для обеих фаз
в нафталине выше, чем в антрацене.
3.Вычисленные упругие постоянные для монокристаллов L-аланина и L-
треонина соответствуют критериям их механической стабильности. Установлена
сильная анизотропия механических свойств цвиттерионных аминокислот. Показа-
но,чтоуниверсальныйфакторанизотропиипоРанганатануиОстоя-
Старжевскому в аланине почти в два раза больше, чем в треанине, а микротвер-
дость по Викерсу, наоборот, в два раза меньше. Посредством визуализации проек-
ций модулей Юнга в кристаллических плоскостях xy, xz, yz показана большая изо-
тропность метафазы L-треонина.
4.Рассчитанные с давлением наборы упругих постоянных в L-аланине выяви-
ли особенность: с ростом давления упругие постоянные возрастают, а для упругой
постоянной C55, описывающей степень одноосного сдвига, наоборот, убывает с
ростом давления, что свидетельствует об уменьшении необходимой прикладывае-
мой силы для одноосного сдвига с прикладываемым напряжением в плоскости xz.
5.Обнаружено нетипичное поведение диэлектрических свойств при фазовом
переходе в L-треонине. Компонента d25 пьезоэлектрического тензора напряжения
при фазовом переходе возрастает в 12 раз, а компонента d36, увеличиваясь при-
мерно в 5 раз, меняет знак на противоположный. Это свидетельствует о том, что
при фазовом переходе при действии внешнего электрического поля будет наблю-
даться смена растяжения на сжатие кристалла.
6.Показано, что в L-треонине при давлении в интервале от 1 до 2 ГПа образу-
ется метафаза, которая сохраняет исходную кристаллическую симметрию, но име-
ет другое пространственное расположение молекул в элементарной ячейке. Ранее
существование фазового перехода в данном интервале давлений было показано
экспериментально в других источниках, однако, объяснение его возникновения
дано в настоящей работе.
7.Установлено, что для L-аланина и L-трианина линейный модуль сжимаемо-
сти принимает наименьшее значение для оси b и максимальное для оси a так, что
они равны 2,38 и 5,17 ГПа, соответственно. Модули сжимаемости для внутримо-
лекулярных связей C-H, C-N и C-O метиловой, аминной и карбоксильной групп на
порядок больше чем модули сжимаемости для межмолекулярных N-H◦◦◦O связей.
8.На основе проведенных расчетов электронных структур под давлением по-
казано, что для аминокислот имеет место нелинейное снижение под давлением за-
ряда карбоксильных и аминогрупп, а также уменьшение ширины запрещенной зо-
ны, что связано с изменением межмолекулярных водородных связей.
9.Для L-аланина рассчитаны модовые параметры Грюнайзена ИК-спектра,
находящегося в хорошем согласии с экспериментальными данными. Показано, что
для колебаний атомов аминогруппы модовые параметры Грюнайзена являются
отрицательными (γk < 0) в диапазоне волновых чисел 2900-3200 см-1, что связано с анизотропией кристалла, в частности взаимным расположением и, как результа- том, движением молекул и увеличением торсионных углов между водородными связями, образованными карбоксильной и аминогруппами.

Актуальность темы исследования
Кристаллические аминокислоты, также как полициклические
углеводороды являются органическими молекулярными кристаллами, в
которых молекулы, выстраиваясь определенным образом, образуют
периодические структуры. Большое значение для их описания играет
межмолекулярное взаимодействие, учет которого необходим для
моделирования физических свойств кристаллов. Возникающие
межмолекулярные взаимодействия чаще всего представлены образованием
водородных связей между атомами кислорода и водорода, что требует
специфических методик их оценки. Особое молекулярное строение,
связанное с наличием определенного набора функциональных групп и
специфики взаимодействия с другими биологическими компонентами, делает
аминокислоты востребованными материалами в широком спектре
биологических и фармацевтических сфер. L-образные аминокислоты имеют
больше преимуществ перед неорганическими аналогами при их
использовании в качестве нелинейно-оптических материалов за счет более
быстрого нелинейно-оптического ответа в широком диапазоне частот
благодаря наличию π-связей. Кристаллические полициклические
углеводороды, такие как нафталин, антрацен, относятся к классу хорошо
изученных объектов и могут служить для апробации новых методик.
Экспериментальным исследованиям органических молекулярных
кристаллов посвящено большое число работ, направленных на детальное
изучение их свойств с целью поиска возможных новых применений. Так,
экспериментальные методы исследования практически важных
характеристик аминокислот являются чрезвычайно важными, вместе с тем
теоретические методы исследования их удачно дополняют в части описания
фундаментальных и прогнозирования на этой основе новых свойств.
Методы компьютерного моделирования сегодня являются неотъемлемой
частью современного исследования и выявления новых возможных
соединений, в том числе находящихся в условиях влияния внешнего
давления. Одним из распространенных пакетов прикладных программ для
исследования структуры и свойств молекулярных кристаллов является
CRYSTAL’17, в котором сочетаются методы Хартри – Фока и теории
функционала плотности (DFT) с традиционным для физики твердого тела
методом линейной комбинации атомных орбиталей.
Целью работы является исследование методами теории функционала
плотности структурных параметров, электронных и механических свойств
органических молекулярных кристаллов цвиттерионных аминокислот и

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать

    Читать «Mоделирование структуры, механических и электронных свойств кристаллов L-образных аминокислот методами теории функционала плотности»

    Публикации автора в научных журналах

    Ab initio study of naphthalene and anthracene elastic properties
    T. L. Prazyan, Yu. N. Zhuravlev // International Journal of Modern Physics C. – 2– V. N. – 1850024 (14 pages). DOI: https://doi.org/1142/S0129183118500Prazyan, T. L. The first-principle studies of the elastic, electronic, and vibrational properties of L-alanine / T. L. Prazyan, Yu. N. Zhuravlev // Structural Chemistry. – 2– V. N. – P. 1243-1DOI: https://doi.org/1007/s11224-019-1277
    DFT-study of pressure-induced phase transition in L-threonine
    T. L. Prazyan, Yu. N. Zhuravlev, O. V. Golovko, O. S. Obolonskaya // Journal of Molecular Structure. – 2– V. 1– P. 271
    Механические свойства углей и его минеральных компонентов
    Т.Л. Празян, Ю.Н. Журавлев, В.А. Шаврин // Тезисы докладов в сборнике Меж- дународного Российско-Казахстанского Симпозиума «Углехимия и экология Куз- басса». – 2– С.
    Структурные и электронные свойства аминокислот под давлением
    Т.Л. Празян, Ю.Н. Журавлев // Тезисы докладов в сборнике XVI Междуна- родной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах». – 2– С.

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ

    Последние выполненные заказы

    Другие учебные работы по предмету

    Радиационное упрочнение и оптические свойства материалов на основе SiO2
    📅 2022 год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Особенности формирования реальной структуры эпитаксиальных CVD-пленок алмаза с природным и модифицированным изотопным составом
    📅 2021 год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Исследование комплексной диэлектрической проницаемости конденсированных сред на основе новых методов терагерцовой импульсной спектроскопии
    📅 2021 год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Экспериментальное изучение спектроскопических свойств ураниловых соединений
    📅 2021 год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»