Об устойчивости связи двухатомной молекулы в поле электрического заряда

Автор(и)

  • А.С. Баскевич Украинский государственный химико-технологический университет, Днепр, Украина Автор
  • В.В. Куливар Националный технический университет «Днепровская политехника», Днепр, Украина Автор
  • И.И. Чоботько Националный технический университет «Днепровская политехника», Днепр, Украина Автор
  • А.В. Курляк Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», Павлоград, Украина Автор
  • О.А. Балакин Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», Павлоград, Украина Автор

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/60.026

Ключові слова:

химический акт, кулоновский центр, разрыв связи, трехцентровая задача

Анотація

Цель исследований заключается в использовании физико-математической модели и методики оценки состояния устойчивости химической связи в зависимости от величины напряженности электрического поля внешнего точечного заряда.

Методики. Работа выполнена в соответствии с рекомендациями методологии проведения теоретических исследований. Использованы квантово-химические закономерности, описывающие кулоновские взаимодействия атомов.

Результаты. Предлагается гипотеза о возможном физико-химическом механизме образования дополнительных вредных газов при разрушении горных пород взрывом.

Научная новизна. Получил развитие метод численной оценки энергии химической связи в зависимости от расстояния связи до точечного заряда – третьего кулоновского центра. Квантово-механическая модель расчета электронных термов молекул позволяет решать задачи, связанные с определением параметров молекул в условиях воздействия различных физических полей на рассматриваемую систему. Модель апробирована на некоторых двухатомных молекулах. Расхождение экспериментальных данных с результатами расчетов не превышает 10%, что свидетельствует о вполне корректной интерпретации получаемых результатов.

Практическая ценность. Модель может быть использована в области исследования причин, вызывающих газодинамические явления в подземных выработках угольных шахт, в моделировании самовозгорания терриконов, в исследованиях состояния устойчивости наноструктурных компонентов угля в условиях физических воздействий, при теоретическом конструировании новых соединений и структур в области наноматериаловедения и нанотехнологий. При соответствующей модернизации кроме качественной оценки модель дает количественную оценку устойчивости химических связей при тех или иных изменяющихся условиях.

Посилання

1. Zhi, S.,&Elsworth, D. (2016).The role of gas desorption on gas outbursts in underground mining of coal . Geomech Geophys Geo-energ Geo-resour , 151-171. https://doi.org/10.1007/s40948-016-0026-2

2. Sobolev, V.V., Ustimenko, E.B., Nalisko, N.N.,&Kovalenko, I.L. (2018).The macrokinetics parameters of the hydrocarbons combustion in the numerical calculation of accidental explosions in mines. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu , №1, 89-98. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/8

3. Nalisko, M., Sobolev, V., Rudakov, D.,&Bilan, N. (2019). Assessing safety conditions in underground excavations after a methane-air mixture explosion . E3S Web of Conferences, 123. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301008

4. Rudakov, D., & Sobolev, V. (2019). А Mathematical Model of Gas Flow during Coal Outburst Initiation. International Journal of Mining Science and Technology, Available online, 791-796. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2019.02.002

5. Chen, Z.Y., Jin, B., & Wu, C.F. (2014).Study on catastrophe of coal and gas outburst in coal tunneling face. J Chem Pharm Res , 6 (6), 419-425.

6. Fan, C.J., Li, S., Luo, M.K., Du, W.Z., & Yang, Z.H. (2017). Coal and gas outburst dynamic system. Int J Mining Sci Technol, 27 (1), pp. 49-55. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2016.11.003

7. Khomenko, О., Sudakov, А.,Malanchuk, Z.,& Malanchuk, Ye. (2017). Principlesofrockpressureenergyusageduringundergroundminingofdeposits. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu , (2), 35-43.

8. Saik, P.B., Dychkovskyi, R.O., Lozynskyi, V.H., Malanchuk, Z.R., & Malanchuk, Ye.Z. (2016). Revisiting the underground gasification of coal reserves from contiguous seams. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu , (6), 60-66.

9. Соболев, В.В. (2003). К вопросу о природе образования выбросоопасных углей. Сборник научных трудов НГУ . Днепропетровск: РИК НГУ,1(17), 374-383.

10. Соболев, В.В. (2009).Предполагаемые условия, причины и параметры образования выбросоопасных углей. Форум гірників – 2009. Матеріали міжнар. конф. "Підземні катастрофи: моделі, прогноз, запобігання". Сборник научных трудов НГУ. Днепропетровск: РИК НГУ, 169-179.

11. Pivnyak, G.G., Sobolev, V.V., & Filippov, A.O. (2012). Phase transformations in bituminous coals under the influence of weak electric and magnetic fields. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu , 5, 43-49.

12. Soboliev, V., Bilan, N., & Samovik, D. (2013).Magnetic stimulation of transformations in coal. Mining of Mineral Deposits . Leiden: CRCPress/Balkema, 221-225. https://doi.org/10.1201/b16354-40

13. Петухов, И.И., & Линьков, А.М. (1983). Механика горных ударов и выбросов. Москва: Недра.

14. Алексеев, А.Д. (2010). Физика угля и горных процессов . Киев: Наукова Думка.

15. Булат, А.Ф., Лукинов, В.В., Пимоненко, Л.И., Безручко, К.А.,&Бурчак, А.В. (2012). Геологические основы и методы прогноза выбросоопасности угля, пород и газа. Монография. Днепропетровск: Монолит.

16. Соболєв, В.В. (1998). Фундаментальні дослідження в області взаємодії конденсованих систем з фізичними полями . Наук. вісник Націон. гірн. академії України , 1, 106-109.

17.Sobolev, V.V., Taran, Y.N., & Gubenko, S.I. (1997). Shockwaveusefordiamondsynthesis. Journal De Physique . IV : JP , 7(3), 73-75. https://doi.org/10.1051/jp4:1997315

18. Soboliev, V.V., Bilan, N.V., &Khalimendik, A.V. (2017).Оn formation of electrically conductive phases underelectrothermal activation of ferruginous carbonate. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu , 4, 53-60.

19. Соболев, В.В.(2010).Закономерностиизмененияэнергиихимическойсвязивполеточечногозаряда. Доповіді НАН України , 4, 88-95.

20. Соболев, В.В., Чернай, А.В., Зберовский, В.В., Поляшов, А.С.,&Филиппов,А.О.(2014). Физическая механика выбросоопасных углей. В.Запорожье: Привоз Принт.

21. Светлов, Б.Я. (1960).Ядовитые газы при взрывных работах . Взрывное дело , 45/2. Москва: Госгортехиздат, 101–117.

22. Худяков, М.Я. (1973).Определение количества ядовитых газов при взрывных работах в шахтах . Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело , 8, 24–25.

23. Росси, Б.Д. (1966). Ядовитые газы при подземных взрывных работах. Москва: Недра.

24. Sobolev, VV., Bilan, N.V., Baskevich, A.S.,&Stefanovich, L.I. (2018).Electrical charges as catalysts of chemical reactions on a solid surface. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu , №4, 50-58. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-4/7

25. Кук, М.А.(1980).Наука о промышленных взрывчатых веществах. Пер с англ. Под ред. Г.П. Демидюка и Н.С. Бахаревича. Москва: Недра.

26. Дубнов, Л.В., Бахаревич, Н.С.,&Романов, А.И. (1988). Промышленные взрывчатые вещества. 3-у изд., перераб. и доп. , Москва:Недра.

27. Соболєв, В.В., Баскевич, О.С., & Вареник, Є.О. (2015). Електростимульовані хімічні реакції в атмосфері вугільних шахт . Харків: Видавництво «Технологічний центр».

28. Ярковой, Г.О., Заславская, Л.И.,&Россихин, В.В. (1977). Аналитический расчет потенциальных кривых двухатомных молекул . Киев. (Препр./ АН УССР. Ин-т теор. физики).

29. Ярковой, Г.О. (1975). Функция Грина для задачи электрона в поле двух кулоновских центров . Киев. (Препр./ АН УССР. Ин-т теор. физики).

30. Гурвич, Л.В. , Караченцев, Г.В., Кондратьев, В.Н., Лебедев, Ю.А. и др. (1974). Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону , М.: Наука.

31. Соболев, В.В., Ярковой, Г.О., & Чернай, А.В. (1994). Синтез алмаза. III. Теоретические исследования c применением квантовомеханических методов расчета. Минералогический журнал, 5/6, 23-30.

Завантаження

Опубліковано

2020-01-01

Номер

№ 60 (2020)

Розділ

Статті

Ліцензія

All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.

Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.