83 (2,306) 2,111,417 (1,466) Перейшов в 2,53,111,442 (1,481) Перейшов в 3,12 1,931 (1,897) 2,41,454 (1,468) Перейшов в 2,52,31,404 (1,417) 1,828 (1,855) 2,91,416 (1,425) 1,878 (1,911) 1,81,455 ( 1,445) 2,049 (1,942) 2,71,446 (1,493) Перейшов в 2,8 1,855 (1,964) 2,61,427 (1,469) 1,867 (2,051) 11,161,488 (1,449) 2,829 (1,947)
Тут так само видно тенденція зменшення енергії реакції при збільшенні довжини зв'язку, як і в разі приєднання одного атома галогену.
3.2 Активаційні бар'єри перегрупувань під фторированной нано трубці (10,0)
В роботі [41] було запропоновано механізм перегрупувань Стоуна-Вейлза в фулеренів у присутності пентахлориду сурми, що протікає через освіту проміжної структури з CCl 2 -мостіком і з перехідними станами у вигляді іонних пар з аніоном SbCl 6 -(cм. рис. 29). Нами було вирішено дослідити можливість реалізації аналогічного механізму в вуглецевих нанотрубках. У зв'язку з тим, що енергії зв'язку С-Сl в нанотрубках виявляються занадто низькими, було вирішено розглянути аналогічні процеси з участю не хлору, а фтору.
Як видно зі схеми процесу, представленої на рис. 29, розглянутий механізм вимагає галогенування що повертається зв'язку. Оскільки, як було з'ясовано вище, в нанотрубці типу (5,5) і, мабуть, також і в інших нанотрубках типу «крісло» функціоналізація цьому зв'язку суттєво невигідна, нами була узятий фрагмент напівпровідникової нанотрубки типу (10,0) стехіометрії C 120 H 20, в якому була розглянута перегрупування в гексафторірованном стані.
Для даної системи ми розрахували енергії активації переходів III в II і II в I через іонні пари з аніоном гексафториду сурми (див. рис. 31). Їх величини склали, відповідно, 53 і 20 кДж/моль. Безсумнівно, це обумовлено істотною термодинамічної вигідністю процесу. Однак і в зворотному, невигідному напрямку найвищий з бар'єрів становить, по відношенню до структурі I , лише 185 кДж/моль. Це дозволяє сподіватися, що скелетні перегрупування під фторованих нанотрубках можуть бути реалізовані при температурі не вище 300 ° С. Проблемою є, однак, те, що поки не вдалося підібрати такі системи, в яких було б вигідно саме освіта, а не знищення стоун-вейлзовского дефекту. Це слід розглядати як пріоритетну задачу подальших досліджень.
Висновки і результати
1. Нанотрубки зі стоун-вейлзовскімі дефектами характеризуються підвищеною енергією галогенування в порівнянні з бездефектними нанотрубками.
. Галогенування дефектних нанотрубок переважно протікає по утворився пятичленним циклам, але не зачіпає що повертається в ході перегрупування зв'язку, що з'єднує ці цикли.
. Галогенування нанотрубки може знижувати величину ендотермічного ефекту для процесу утворення одиночного стоун-вейлзовского дефекту, проте навряд чи здатне повністю її компенсувати.
. Активаційні бар'єри перегрупувань Стоуна-Вейлза під фторованих нанотрубках не перевищують 2 еВ, що вказує на можливість реалізації перегрупувань при температурах до 300 С.
Список літератури
1. Nardelli MB, Yakobson BI, Bernholc J. Mechanism of strain release in carbon nanotubes//Physical Review B, 1998, V. 57, №8, P. 4277-4280, DOI: # justify gt ;. Kohn W., Sham L.J. Self-consistent equations including correlation and exchange effects//Physical Review, 1965, V. 140, №4a, P. 1133-1138, DOI: # justify gt ;. Briggs EL, Sullivan DJ, Bernholc J. Real-space multigrid-based approach to large-scale electronic structure calculations//Physical Review B, 1996, V. 54, №20, P. 14362-14375, DOI: # justify raquo ; gt ;. Perdew JP, Zunger A. Self-interaction correction to density-functional approximations for many-electron systems//Physical Review B, 1981, V. 23, №10, P. 5048-5079, DOI: # justify gt;. Ceperley D.M., Alder B.J. Exchange-correlation potential and energy for density-functional calculation//Physical Review Letter, 1980, V. 45, P. 567-581,
. Kleinman L., Bylander DM, Efficacious Form for Model Pseudopotentials//Physical Review Letters, 1982, V. 48, №20, P. 1425-1428, DOI: # justify gt ;. Nardelli MB, Yakobson BI, Bernholc J. Brittle and Ductile Behavior in Carbon Nanotubes//Physical Review Letters, 1998, V. 81, №21, P. 4656-4659, DOI: # justify gt ;. Tersoff J. Empirical Interatomic Potential for Carbon, with Applications to Amorphous Carbon//Physical Review Letters, 1988, V. 61, №25, P. 2879-2882, DOI: # justify gt ;. Brenner D.W. Empirical potential for hydrocarbons for use in simulating the chemical vapor deposition of diamond films//Physical R...
