Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю
The results of theoretical modeling of the spatial structure and electronic absorption spectra of isolated small particles of polymorphic modifications of lead monoxide - litharge and massicot, which are characterized by the presence of hypercoordinated atoms, have been analyzed. The optical propert...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| 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/761 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
Institution
Surface| _version_ | 1869291944893480960 |
|---|---|
| author | Гребенюк, А.Г. |
| author_facet | Гребенюк, А.Г. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Гребенюк, А.Г. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-03-25T09:24:48Z |
| description | The results of theoretical modeling of the spatial structure and electronic absorption spectra of isolated small particles of polymorphic modifications of lead monoxide - litharge and massicot, which are characterized by the presence of hypercoordinated atoms, have been analyzed.
The optical properties of many oligomers of lead oxide are systematically considered in the work. The results of quantum chemical calculations by the methods of electron density functional theory (DFT and TDDFT) on the spatial structure and energy characteristics, as well as the electronic absorption spectra of the considered models, are discussed. Theoretical results are compared with available experimental data.
The calculation method used and the proposed cluster models with or without attached (chemisorbed) water molecules allow us to reproduce the spatial structure and energy characteristics of polymorphic modifications of lead oxide at a semi-quantitative level. It has been found that the addition of water molecules to models for α-lead oxide nanoparticles contributes to their stabilization. The calculated values of the cohesion energy for litharge nanoparticles are greater than those for massicot ones, which corresponds to the experimental data for lead monoxide crystals.
The calculated electronic spectra of the litharge nanoparticle models are characterized by absorption bands which lie in the region that corresponds to the red color, and those of massicot relate to yellow; the corresponding values of the width of the energy gap for the litharge models are smaller than for the massicot ones, which is consistent with the experimental data for crystals. The results of calculations show that the presence of hydroxyl groups in nanoparticle models leads to a hypsochromic shift of absorption maxima, so that with a sufficient number of such groups, these species may lose their color. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2023.15.012 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:34Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-761 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| 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-7612024-03-25T09:24:48Z Absorption color and spatial structure of lead monoxide nanoparticles Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю Гребенюк, А.Г. lead monoxide litharge cluster electron absorption spectrum quantum chemical simulation electron density functional theory монооксид свинцю глет масикот кластер електронний спектр поглинання квантовохімічне моделювання теорія функціоналу електронної густини The results of theoretical modeling of the spatial structure and electronic absorption spectra of isolated small particles of polymorphic modifications of lead monoxide - litharge and massicot, which are characterized by the presence of hypercoordinated atoms, have been analyzed. The optical properties of many oligomers of lead oxide are systematically considered in the work. The results of quantum chemical calculations by the methods of electron density functional theory (DFT and TDDFT) on the spatial structure and energy characteristics, as well as the electronic absorption spectra of the considered models, are discussed. Theoretical results are compared with available experimental data. The calculation method used and the proposed cluster models with or without attached (chemisorbed) water molecules allow us to reproduce the spatial structure and energy characteristics of polymorphic modifications of lead oxide at a semi-quantitative level. It has been found that the addition of water molecules to models for α-lead oxide nanoparticles contributes to their stabilization. The calculated values of the cohesion energy for litharge nanoparticles are greater than those for massicot ones, which corresponds to the experimental data for lead monoxide crystals. The calculated electronic spectra of the litharge nanoparticle models are characterized by absorption bands which lie in the region that corresponds to the red color, and those of massicot relate to yellow; the corresponding values of the width of the energy gap for the litharge models are smaller than for the massicot ones, which is consistent with the experimental data for crystals. The results of calculations show that the presence of hydroxyl groups in nanoparticle models leads to a hypsochromic shift of absorption maxima, so that with a sufficient number of such groups, these species may lose their color. Проаналізовано результати теоретичного моделювання просторової будови та електронних спектрів поглинання ізольованих малих частинок поліморфних модифікацій монооксиду свинцю – глету та масикоту, які характеризуються наявністю гіперкоординованих атомів. В роботі систематично розглянуто оптичні властивості багатьох олігомерів оксиду свинцю. Обговорено результати квантовохімічних розрахунків методами теорії функціоналу електронної густини (DFT та TDDFT) просторової будови та енергетичних характеристик, а також електронних спектрів поглинання розглянутих моделей. Теоретичні результати порівнюються з наявними експериментальними даними. Використаний метод розрахунку та запропоновані кластерні моделі з приєднаними (хемосорбованими) молекулами води або без таких дозволяють відтворити просторову будову та енергетичні характеристики поліморфних модифікацій оксиду свинцю на напівкількісному рівні. Виявлено, що приєднання молекул води до моделей наночастинок α-оксиду свинцю сприяє їхній стабілізації. Розраховані величини енергії когезії для наночастинок глету більші, ніж для масикоту, що відповідає експериментальним даним для кристалів монооксиду свинцю. Розраховані електронні спектри моделей наночастинок глету характеризуються смугами поглинання, що лежать в області, яка відповідає червоному забарвленню, а масикоту – жовтому; відповідні величини ширини енергетичної щілини для моделей глету менші, ніж для масикоту, що узгоджується з експериментальними даними для кристалів. Результати розрахунків свідчать, що присутність в моделях наночастинок гідроксильних груп веде до гіпсохромного зсуву максимумів поглинання, так що при достатній кількості таких груп вони можуть втрачати забарвлення. 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/761 10.15407/Surface.2023.15.012 Surface; No. 15(30) (2023): Surface; 12-22 Поверхность; № 15(30) (2023): Поверхня; 12-22 Поверхня; № 15(30) (2023): Поверхня; 12-22 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2023.15 uk https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/761/755 Авторське право (c) 2023 А.Г. Гребенюк |
| spellingShingle | монооксид свинцю глет масикот кластер електронний спектр поглинання квантовохімічне моделювання теорія функціоналу електронної густини Гребенюк, А.Г. Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю |
| title | Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю |
| title_alt | Absorption color and spatial structure of lead monoxide nanoparticles |
| title_full | Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю |
| title_fullStr | Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю |
| title_full_unstemmed | Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю |
| title_short | Забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю |
| title_sort | забарвлення та просторова будова наночастинок монооксиду свинцю |
| topic | монооксид свинцю глет масикот кластер електронний спектр поглинання квантовохімічне моделювання теорія функціоналу електронної густини |
| topic_facet | lead monoxide litharge cluster electron absorption spectrum quantum chemical simulation electron density functional theory монооксид свинцю глет масикот кластер електронний спектр поглинання квантовохімічне моделювання теорія функціоналу електронної густини |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/761 |
| work_keys_str_mv | AT grebenûkag absorptioncolorandspatialstructureofleadmonoxidenanoparticles AT grebenûkag zabarvlennâtaprostorovabudovananočastinokmonooksidusvincû |