A quantum chemical analysis of dependence of the protolytic properties of silica primary particles on their composition and spatial structure

Abstract

High disperse silica is used as a sorbent and carrier of medical preparations in various branches of medicine, biotechnology etc. due to its physico-chemical properties, in particular, rather developed surface, chemical inertness, considerable adsorption capacity. The protolytic equilibrium of silica surface is to be examined, because the structure of its hydroxylic layer determines its properties. When silicic acid is polymerized, an increase in the molecular mass of the particles formed and the acidic properties of oligomers are changed.

Высокодисперсный кремнезем благодаря своим уникальным свойствам получил широкое использование как сорбент и носитель лекарственных средств в различных областях медицины, биотехнологии и т. Для разработки новых сорбентов на основе кремнезема необходимо хорошо понимать механизмы протонного обмена, происходящие в его поверхностном гидрокси-гидратной слое на молекулярном уровне. Полуэмпирическим методом РМ7 и методом функционала плотности с использованием расширенного базового набора (6-31++G(d, p)) проведен квантовохимический анализ строения фуллереноподобных полых молекул. Рассчитаны константы диссоциации гидроксильной группы для молекул, содержащих от одного до шестидесяти кремний-кислородных тетраэдров. Обнаружено, что при постадийном увеличении количества последних в олигомеры уменьшается величина константы депротонирования силанольних групп pKa

Високодисперсний кремнезем завдяки своїм унікальним властивостям набув широкого використання як сорбент та носій лікарських засобів в різних галузях медицини, біотехнології тощо. Для розробки нових сорбентів на основі кремнезему необхідно добре розуміти механізми протонного обміну, що відбуваються в його поверхневому гідрокси-гідратному шар,і на молекулярному рівні. Напівемпіричним методом РМ7 та методом функціоналу густини з використанням розширеного базисного набору (6-31++G(d,p)) проведено квантовохімічний аналіз будови фулереноподібних порожнистих молекул. Розраховані константи дисоціації гідроксильної групи для молекул, що містять від одного до шестидесяти силіцій-кисневих тетраедрів. Виявлено, що при постадійному збільшенні кількості останніх в олігомерах зменшується величина константи депротонування силанольних груп pKa.