Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією
The equilibrium and spatial structure of the polycyclic aromatic hydrocarbon C96H24, chosen as a model of the graphene plane, as well as the systems obtained from it by removing the diatomic molecule C2 (C94H24) and then replacing four carbon atoms with four nitrogen atoms (C90N4H24) have been studi...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/760 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
Institution
Surface| _version_ | 1869291944043085824 |
|---|---|
| author | Карпенко, О.С. Лобанов, В.В. Картель, М.Т. |
| author_facet | Карпенко, О.С. Лобанов, В.В. Картель, М.Т. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Карпенко, О.С. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-03-25T09:24:48Z |
| description | The equilibrium and spatial structure of the polycyclic aromatic hydrocarbon C96H24, chosen as a model of the graphene plane, as well as the systems obtained from it by removing the diatomic molecule C2 (C94H24) and then replacing four carbon atoms with four nitrogen atoms (C90N4H24) have been studied by the DFT method (B3LYP) in the 6-31G** basis using Grimme corrections to account for dispersion interactions. In the same approximation, the energetics of the formation of a complex of an iron atom in zero oxidation degree (Fe0) with C90N4H24 ([C90N4H24Fe]0) in the square planar field of the ligand has been studied. The types of molecular orbitals of the ligand, which correspond to the symmetry of the atomic d-orbitals of the Fe atom, have been determined. Interaction diagrams of the d-orbitals of the Fe atom with some molecular orbitals of the ligand C90N4H24 of the corresponding symmetry are constructed. It is concluded that the binding of the transition metal atom on the double vacancy of the graphene plane can be rationally described based on the local symmetry of the coordination center and molecular orbitals of the ligand and the formed complex. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2023.15.003 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:33Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-760 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:36Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7602024-03-25T09:24:48Z Stability of single-atom iron complexes on graphene double vacancy Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією Карпенко, О.С. Лобанов, В.В. Картель, М.Т. Fe-doped graphene polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) density functional theory (DFT) defect-containing graphene double vacancy transition metal atom ligand field theory графен допований залізом поліциклічний ароматичний вуглеводень теорія функціоналу густини дефектовмісний графен подвійна вакансія атом перехідного металу теорія поля лігандів The equilibrium and spatial structure of the polycyclic aromatic hydrocarbon C96H24, chosen as a model of the graphene plane, as well as the systems obtained from it by removing the diatomic molecule C2 (C94H24) and then replacing four carbon atoms with four nitrogen atoms (C90N4H24) have been studied by the DFT method (B3LYP) in the 6-31G** basis using Grimme corrections to account for dispersion interactions. In the same approximation, the energetics of the formation of a complex of an iron atom in zero oxidation degree (Fe0) with C90N4H24 ([C90N4H24Fe]0) in the square planar field of the ligand has been studied. The types of molecular orbitals of the ligand, which correspond to the symmetry of the atomic d-orbitals of the Fe atom, have been determined. Interaction diagrams of the d-orbitals of the Fe atom with some molecular orbitals of the ligand C90N4H24 of the corresponding symmetry are constructed. It is concluded that the binding of the transition metal atom on the double vacancy of the graphene plane can be rationally described based on the local symmetry of the coordination center and molecular orbitals of the ligand and the formed complex. Методом DFT (B3LYP) у базисі 6-31 G** із залученням поправок Гріме (для врахування дисперсійних взаємодій) розглянуто рівноважну та просторову будову молекули поліциклічного ароматичного вуглеводню С96Н24, яка обрана як модель графенової площини, а також систем, отриманих з неї видаленням двоатомної молекули С2 (С94Н24) з наступною заміною чотирьох атомів Карбону на чотири атоми Нітрогену (С90N4Н24). У цьому ж наближенні вивчено енергетику утворення комплексу атома заліза в нульовому ступені окиснення (Fe0) з С90N4Н24 ([С90N4Н24Fe]0) у пласкому квадратному полі ліганда. Визначено типи молекулярних орбіталей ліганда, які за симетрією відповідають симетрії атомних d-орбіталей атома Fe. Побудовано діаграми взаємодії d-орбіталей атома заліза з деякими молекулярними орбіталями ліганда С90N4Н24 відповідної симетрії. Зроблено висновок про те, що зв'язування атома перехідного металу на подвійній вакансії графенової площини можливо раціонально описати, виходячи з локальної симетрії координаційного центру і молекулярних орбіталей ліганда та утвореного комплексу. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-12-03 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/760 10.15407/Surface.2023.15.003 Surface; No. 15(30) (2023): Surface; 3-11 Поверхность; № 15(30) (2023): Поверхня; 3-11 Поверхня; № 15(30) (2023): Поверхня; 3-11 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2023.15 en https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/760/754 Авторське право (c) 2023 О.С. Карпенко, В.В. Лобанов, М.Т. Картель |
| spellingShingle | графен допований залізом поліциклічний ароматичний вуглеводень теорія функціоналу густини дефектовмісний графен подвійна вакансія атом перехідного металу теорія поля лігандів Карпенко, О.С. Лобанов, В.В. Картель, М.Т. Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією |
| title | Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією |
| title_alt | Stability of single-atom iron complexes on graphene double vacancy |
| title_full | Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією |
| title_fullStr | Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією |
| title_full_unstemmed | Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією |
| title_short | Стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією |
| title_sort | стійкість одноатомних комплексів заліза на графені з подвійною вакансією |
| topic | графен допований залізом поліциклічний ароматичний вуглеводень теорія функціоналу густини дефектовмісний графен подвійна вакансія атом перехідного металу теорія поля лігандів |
| topic_facet | Fe-doped graphene polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) density functional theory (DFT) defect-containing graphene double vacancy transition metal atom ligand field theory графен допований залізом поліциклічний ароматичний вуглеводень теорія функціоналу густини дефектовмісний графен подвійна вакансія атом перехідного металу теорія поля лігандів |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/760 |
| work_keys_str_mv | AT karpenkoos stabilityofsingleatomironcomplexesongraphenedoublevacancy AT lobanovvv stabilityofsingleatomironcomplexesongraphenedoublevacancy AT kartelʹmt stabilityofsingleatomironcomplexesongraphenedoublevacancy AT karpenkoos stíjkístʹodnoatomnihkompleksívzalízanagrafenízpodvíjnoûvakansíêû AT lobanovvv stíjkístʹodnoatomnihkompleksívzalízanagrafenízpodvíjnoûvakansíêû AT kartelʹmt stíjkístʹodnoatomnihkompleksívzalízanagrafenízpodvíjnoûvakansíêû |