Theoretical study of V20O50 oxovanadate cluster compounds with alkali metal atoms


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The energies and structural and spectroscopic characteristics of model МnV20O50 systems corresponding to compounds of the V20O50 oxovanadate cluster with alkali metal atoms (M = Li, K; n = 1–20) have been calculated by the density functional theory method (B3LYP). It has been demonstrated that, in the KnV20O50 compounds, all the metal atoms are coordinated in the outer sphere to the edges of the hollow dodecahedral V20O50 cage to form three-center Ot−K−Ot bridges with terminal oxygen atoms. In the LinV20O50 compounds, the metal atoms can be coordinated both outside and inside the V20O50 cage. At n = 4, the most favorable isomer is endohedral Li4O4@V20O46 in the quintet state (S = 5), in which the four Li atoms are located in the inner cavity of the inverted O4@V20O46 isomer of the oxovanadate cluster with four O atoms oriented to the cage center and form with them a corrugated eight-membered ring Li4O4. The decrease in energy caused by the formation of the endohedral isomer (4Li + V20O450 → Li4O4@V20O46) is estimated at ~377 kcal/mol. The exohedral isomer 4Li • V20O50 (S = 5), in which the Li atoms are coordinated to the outside of the V20O50 cage, is ~23 kcal/mol less favorable. For the other members of the Li series with n from 4 to 20, the endohedral isomers with the inner Li4O4 ring remain preferable. At n > 4, the extra Li atoms fill the outer sphere of the cage, being coordinated to its edges to form three-center Ot−Li−Ot bridges with terminal oxygen atoms. The specific energy of formation of LinV20O50 (by the scheme nLi + V20O450 → Li4O4@V20O46Lin-4) per Li atom monotonically decrease from ~98 (n = 2) to ~80 kcal/mol (n = 20). For KnV20O50, these energies are ~20−25 kcal/mol lower than for the lithium analogues and decrease from ~80 (n = 2) to ~64 kcal/mol (n = 12). The atoms of both alkali metals in the MnV20O50 systems have large positive effective charges (0.85e−0.92e for K and 0.65e−0.78e for Li), which also monotonically decrease with increasing n. The addition of each alkali metal atom is accompanied by its ionization (М → М+) along with the reduction of one of the neighboring pentavalent vanadium atoms to the tetravalent state (VV → VIV) and localization of the unpaired electron in its 3d shell. For all LinV20O50 complexes, the states with maximal multiplicity and parallel spins are the most preferable.

Об авторах

O. Charkin

Institute of Problems of Chemical Physics

Автор, ответственный за переписку.
Email: charkin@icp.ac.ru
Россия, Chernogolovka, Moscow oblast, 142432

N. Klimenko

Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

Email: charkin@icp.ac.ru
Россия, Moscow, 119571

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».