About stability of connection of diatomic molecule in the field of electric charge

Authors

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

DOI:

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

Keywords:

chemicalact, сoulomb centre, bond breaking, three-centre problem.

Abstract

Objective of the research is to apply aphysico-mathematical model and methodology of evaluating the conditions of chemical bond stability depending on the value of the electric field intensity of the external point charge. Methodologies. The research is carried out according to the recommendations of the research practice methodology. The quantum-chemical regularities describing Coulomb interactions between atoms have been applied. Findings. A hypothesis on possible physicochemical mechanism of the formation of additional harmful gases, while rock breaking by blasting, is proposed. Originality. A method of numerical evaluation of the chemical bond energy depending on the distance to the point charge – third Coulomb centre has been worked out. A quantum-mechanical model of the calculation of the electron terms of molecules helps solve the problems dealing with the determination of the molecule parameters under conditions of the effect of different physical fields on the system under consideration. The model is tested in terms of some diatomic molecules. Disagreement of the experimental data with the calculation results is not more than 10% demonstrating rather correct interpretation of the obtained results. Practical implications. The model may be used while studying the causes of gas-dynamic phenomena in the underground workings of coal mines;simulating self-ignition of the waste piles; analyzing the condition of stability of nanostructural coal components in terms of physical effects; and theoretical designing of new compounds and structures in the field of nanomaterial engineering and nanotechnologies. In terms of proper modernization, the model proposes not only qualitative but also quantitative evaluation of the chemical bond stability in terms of different changing conditions

References

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.

Downloads

Published

2020-01-01

Issue

No. 60 (2020)

Section

Статті

License

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.