CC BY
52. Ten G. N., Burova T. G., Baranov V. I. Analiz IK spektrov i vodorodnyh svyazei uracila [Analysis of IR spectra and hydrogen bonds of uracil]. Zhurnal Strukturnoj Himii [Journal of Structural Chemistry], 2001, vol. 42, no. 4, pp. 666-676.
3. El'kin M. D., Babkov L. M. Uchet angarmonicheskogo smesheniya polos v model'nyh raschetah kolebatel'nyh spektrov dimerov s vodorodnoi svyaz'yu [Accounting of anharmonic shift of bands in model calculations of vibrational spectra of dimers with hydrogen bond]. Izvestiya SGU [News of SSU], 2011, vol. 11, iss. 1, pp. 20-25.
4. El'kin M. D., Dzhalmuhambetova E. A., Grechuhina O. N. Proyavlenie mezhmolekulyarnogo vzaimodeistviya v dimerah uracila [Manifestation of intermolecular interaction in uracil dimers]. Izvestiya SGU [News of SSU], 2008, vol. 8, iss. 2, pp.24-30, (Ser. Fizika).
5. El'kin P. M., Pulin O. V., Dzhalmuhambetova E. A. Strukturno-dinamicheskie modeli i angar-monicheskii analiz kolebatel'nyh sostoyanii zameshennyh uracila [Structural and dynamic models and an-harmonic analysis of vibrational conditions of uracil-substituted]. Vestnik SGTU [Bulletin of SSTU], 2005, no. 4 (9), pp. 36-45.
6. Erman E. A., El'kin M. D., Dzhalmuhambetova E. A. Model'nye ocenki angarmonicheskogo smesheniya polos v kolebatel'nyh spektrah dimerov karbonovyh kislot [Model estimates of anharmonic shift of bands in vibrational spectra of dimer of carboxylic acids]. Prikaspiiskii zhurnal: upravlenie i vysokie tehnologii [Caspian Journal: Management and High Technologies], 2010, no. 4 (12), pp. 53-58.
7. Frisch M. J. Caussian 03. Revision B.03. 2003. Pittsburg PA: Gaussian Inc.
8. Fulara J., Nowak M. J., Lapinski L. Theoretical and matrix-isolation experimental study of the infrared spectra of 5-azauracil and 6-azauracil. Spectrochimica Acta, 1991, vol. 47A, no. 5, pp. 595-613.
9. Hoy A. R., Mills I. M., Strey G. Anharmonic force constants calculation. J. Mol. Phys, 1972, vol. 21, no. 6, pp. 1265-1290.
10. Kumar H., Sharm M., Sharm R., Rai B. K., Joe H., Srivastava M., Rastogi V. K. FTIR and FT-Raman spectra of complex Cu (II) with 6-azauracil. AIP Conference Proceeding 1267, 2010, pp. 672-673.
11. Mitran R. A., Bascornea A. C. Some unusual spectral properties of 6-azauracil derivatives. U.P.B. Sci. Bull., 2011, vol. 73, no. 1, pp. 67-74, (Ser. B).
12. Potter B. S., Palmer R. A., Withnall R., Chowdhry B. Z. Aza analog of nucleic acid bases: Infrared spectra of 5-azauracil and crystal structure of 5-azauracil monohydrate. New Journal of Chemistry, 1999, vol. 23, no.1, pp. 117-122.
УДК 539.193/.194;535/33.34
МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ
Эрман Михаил Анатольевич, аспирант
Элькин Павел Михайлович, кандидат физико-математических наук Карташов Максим Вячеславович, магистрант Гречухина Оксана Николаевна, старший преподаватель
Астраханский государственный технический университет 414025, Россия, г. Астрахань, ул. Татищева, 18 Энгельский технический институт
Саратовского государственного технического университета 413100, Россия, г. Энгельс, пл. Свободы, 17 Астраханский государственный университет 414056, Россия, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а E-mail: kof@aspu.ru, kof1@aspu.ru
Данная работа посвящена построению структурно-динамических моделей димеров бензойной кислоты. Для исследуемых соединений определены геометрические параметры молекул, такие как длины валентных связей и величины углов между ними. Описана методика оценки ангармонического смещения полос в колебательных спектрах полициклических соединений, на основании результатов неэмпирических квантовых расчетов параметров адиабатического потенциала - кубических и квартичных силовых постоянных. Получены частоты колебательных состояний и величины их интегральных интенсивностей. Моделирование ди-меров молекул и их ангармонических колебательных состояний осуществлялась в предположении плоской конфигурации соединений. Расчет проводился квантовым методом функционала плотности DFT/B3LYP с различными базисами. Проведена полная интерпретация фундаментальных колебательных состояний исследуемых соединений. Оценивается влияние поляризационных и диффузионных эффектов атомного базиса на интерпретацию колебательных состояний. Проведен анализ параметров адиабатического потенциала, оценивается ангармоническое смещение полос колебательных спектров. Сопоставление результатов моделирования рассмотренных молекул с имеющимся экспериментальными данными по колебательным спектрам исследуемых соединений позволяют сделать вывод о достоверности предсказательных квантовых расчетов параметров адиабатического потенциала для диме-ров бензойной кислоты и о возможности их спектральной идентификации.
Ключевые слова: колебательные спектры, молекулярные спектры, ИК спектры, ан-гармонизм колебаний, бензойная кислота, димеры бензойной кислоты, адиабатический потенциал, межмолекулярное взаимодействие, внутримолекулярное взаимодействие, силовые постоянные.
THE MODELING OF STRUCTURE AND SYSTEM ANALYSIS OF VIBRATIONAL STATES OF BENZOIC ACID
Erman Mikhail A., post-graduate student
Astrakhan State Technical University
18 Tatishchev st., Astrakhan, 414025, Russia
Elkin PavelM., Ph.D. (Physics and Mathematics)
Engels Technological Institute of Saratov State Technical University
17 Svoboda sq., Engels, 413100, Russia
Kartashov Maxim V., undergraduate student
Astrakhan State University
20a Tatishchev st., Astrakhan, 414056, Russia
Grechukhina Oksana N., Senior Lecturer
Astrakhan State University
20a Tatishchev st., Astrakhan, 414056, Russia
Е-mail: kof@aspu.ru, kof1@aspu.ru
This work is devoted to the construction of structural and dynamic models of benzoic acid dimers. The geometric parameters of molecules such as valence bond lengths and angles between them are defined for the researched compounds. The technique for evaluation of the anharmonic shift of bands in vibrational spectra of polycyclic compounds based on the results of ab initio quantum calculations for the adiabatic potential - cubic and quartic force constants is described. The frequencies of the vibrational states and their integrated intensities are obtained. Modeling of molecular geometry and anharmonic vibrational spectra was carried out under the suggestion of planar configuration of the compounds. The calculation was performed by density functional
quantum method DFT/B3LYP with different bases. A complete interpretation of the fundamental vibrational states of the compounds is carried out. The influence of polarization and diffusion effects of the atomic basis is evaluated. The analysis of the adiabatic potential parameters is carried out and the anharmonic shift of bands of vibrational spectra is evaluated. The results of the studied molecule modeling were compared with the available experimental data on vibrational spectra of the investigated compounds. One can conclude that the predictive quantum calculations of the adiabatic potential for benzoic acid is reliable and give the possibility of their spectral identification.
Keywords: Vibrational spectra, Molecular spectra, IR spectra, Anharmonicity of vibrations, Benzoic acid, Benzoic acid dimers, Adiabatic potential, Intermolecular interaction, Intramolecular interaction, Force constants.
Введение. Предлагаемая в литературе теоретическая интерпретация колебательных состояний димеров карбоновых кислот в диапазоне 2500-3500 см-1, куда попадают валентные колебания связей ОН и СН, обертоны валентных колебаний связей С=О и деформационных колебаний связей ОН и СН, противоречива даже для простейших представителей данного класса соединений. Достаточно сослаться на публикации [7, 9-12, 18].
Если опираться на результаты, представленные в цитируемых публикациях, то свойства характеристичности фундаментальных колебательных состояний карбоксильной группы (СООН), имеющие место для мономеров карбоновых кислот кардинально нарушается при образовании димеров соединений.
Констатируя наличие проблемы для димеров бензойной кислоты и ее различных замещенных, авторы статей [8, 16, 17] используют для ее решения процедуру масштабирования расчетных значений частот фундаментальных колебаний [1]. Однако в диапазоне 25003500 см-1 такой подход не согласуется с решением задачи в ангармоническом приближении для различных атомных базисов [3-6].
Для иллюстрации влияния выбора атомного базиса (пример DFT/B3LYP [13]) достаточно сопоставить результаты интерпретации валентных колебаний связей ОН, предложенные в публикациях [12] и [18] для димера муравьиной кислоты. Расхождение достигает величины ~400 см-1. В первой публикации использовался базис 6-31G**, второй - 6-311++G** [13]. Показательны и результаты, представленные авторами работы [7], в которой ангармоническое смещение антисимметричной полосы колебания связи ОН (Bu) в димере бензойной кислоты оценено положительной величиной —113 см-1, что противоречит результатам исследований [3-6].
Цель данной работы - изложение подхода к интерпретации колебательных состояний димера бензойной кислоты в диапазоне 2500-3500 см-1, анализ причин имеющихся разногласий в отнесении частот валентных колебаний связей ОН, основанных на использовании неэмпирических квантовых расчетов параметров адиабатического потенциала.
Математическая модель ангармонического сдвига колебательных состояний
Для описания ангармонического сдвига колебательных состояний воспользуемся соотношением
^=("■+11 *+2) (|)
Оно является решением модельного уравнения для описания молекулярных колебаний в рамках адиабатической теории возмущения второго порядка [14].
2H = Vs •P +Q) + Ppv4 + 3 FrstQrQsQt +112 FrstuQrQsQtQu +... (2)
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Выражения для ангармонических констант хг предложены в публикации [6]
X s
1
= — F -16 "" 48
5 + 1 ^)2г)-П(ь;ь;г)- 12п(г;г;г))(1 - 8)
18 V 32
(3)
11 3
X. = - - 8 ^)_ № ) + 4*; ь; г )(1 )) + 8 ^)_ т;Х )-0(*; г- ) + 0(*;-г;? )-П(*;-г;- ))>
х(1 - 8 )(1 - 8 )(1 - 8)++ Ь(а; sr)_!
((
2
1
Л Г
+ -
vvVs +Vr у
1
(4)
V - V
\у s уг уу
В соотношениях (1) - (4) Ра=Ь(а;ьг)О'!Рг; Ь(а;ьг) - постоянные Кориолиса, V.; - частоты гармонических колебаний (в см-1); О - безразмерные нормальные колебательные координаты, линейно связанные с декартовыми смещениями атомов; Fsrt и Fsrtu кубические и квартичные силовые постоянные (параметры адиабатического потенциала молекулы), ±г; ±^)=(у ± vr ± ví)"1 - резонансные функции, п - квантовые числа рассматриваемого колебательного состояния.
Величина ангармонического сдвига отдельной полосы фундаментального колебания определяется величиной ангармонических поправок Хм=2хы и Хь =хьг./2.
Обсуждение результатов модельных расчетов. Модельные расчеты параметров адиабатического потенциала мономера и димера бензойной кислоты осуществлены в базисах 6-31Ш*, 6-31Ш**, 6-311+G*, что позволяет оценить влияние поляризационных и диффузионных параметров атомных орбиталей базиса [14].
Набор фундаментальных колебаний мономера бензойной кислоты можно разделить на две части. Первая часть относится к колебаниям карбоксильного фрагмента (табл. 1), вторая - бензольного остова (табл. 2).
Таблица 1
Интерпретация фундаментальных колебательных состояний
Уэксп [7,12] 6-3110* 6-3110** 6-311+0**
Уг Уанг ИК КР Уг Уанг ИК КР Уг Уанг ИК КР
Qoн 3567 3742 3528 57 160 3771 3573 87 152 3772 3577 99 137
Qc=O 1752 1804 1771 334 55 1802 1769 326 55 1785 1753 395 91
Рон,Р 1347 1384 1360 84 8,2 1376 1344 107 10 1363 1327 116 12
Рон,Р 1169 1222 1189 180 24 1213 1189 119 20 1211 1187 84 14
Qco,P 1073 1121 1096 46 0,9 1118 1091 50 1,0 1114 1088 41 1,2
Того 628 643 637 53 0,3 642 635 51 0,3 640 634 49 0,4
Рссо - 498 482 6,2 0,9 498 483 5,8 0,9 497 481 6,1 1,1
Хон 571 620 587 66 7,7 597 564 64 7,3 578 577 71 2,5
КР в А4/
Примечание. Частоты колебаний в см-, интенсивности в спектрах ИК в км/моль, в спектрах
а.е.м.
Выбор базиса расчета не влияет на интерпретацию колебательных состояний мономера (расхождение в частотах колебаний не превышает величины ~10 см-1 от указанных в табл. 1 и 2), качественная оценка интенсивностей сохраняется. Для оценки ангармонического смещения полос уместна процедура масштабирования [1, 3-6].
Таблица 2
Интерпретация фундаментальных колебаний бензольного остова бензойной кислоты
Форма "^ксп "^ксп Уг Vанг Мономер Димер
колеб [2] [15] ИК КР ИК КР
Q,P,r 1603 1609 1651 1609 17 19 62 75 53 60 199 241
Q,P,r 1595 1591 1630 1592 5,4 5,5 3,8 5,4 42 52 8,6 15
в 1496 1500 1532 1501 1,3 1,8 0,7 1,3 9,3 14 0,6 0,8
в 1460 1455 1489 1463 15 17 1,3 1,5 58 73 14 21
Q,P 1326 1347 1358 1322 6,3 9,2 0,8 1,5 13 75 4,1 4,2
в - 1291 1343 1319 2,5 4,4 0,4 0,7 224 377 28 32
в 1156 1187 1199 1179 111 156 12 20 56 63 5,4 5,6
в - 1173 1188 1176 0,4 1,1 5,5 5,6 0,9 1,3 11 13
в 1065 1073 1096 1071 80 116 0,2 0,3 22 24 0,1 0,1
Q,в 1021 1026 1048 1033 14 20 7,9 11 22 25 20 26
Q,Y 1009 1000 1021 1006 0,3 0,4 31 42 1,7 1,9 74 97
вЯ 786 771 791 781 8,2 10 13 16 22 25 29 33
т 623 631 633 627 0,1 0,2 6,1 6,5 0,6 0,7 12 13
у* 521 - 530 524 6,1 6,2 0,9 1,1 81 101 1,2 1,3
Р,Рсс 729 710 733 717 135 150 0,1 0,3 148 155 0,1 1,3
Р,х 703 688 706 693 7,1 14 0,1 0,6 18 22 0,1 0,1
Результаты использования формул (3) и (4) и расчетных значений ангармонических силовых констант (табл. 5) дает основание считать величину ~200 см"1 оценкой ангармонического смещения полос валентного колебания связи ОН в мономерах карбоновых кислот, что хорошо согласуется с данными, представленными в табл. 1 (ганг). Доминирующий вклад (~180 см"1) в значение диагональной ангармонической постоянной хп вносит второе слагаемое выражения (3). Его нивелирует квартичная силовая постоянная F1111 (~90 см"1). Для недиагональной ангармонической постоянной х1р суммарный вклад первого и второго слагаемых оценивается величиной ~30 см"1. Вкладом остальных недиагональных ангармонических постоянных можно пренебречь из-за малости входящих в них значений ангармонических силовых постоянных и значительных размеров энергетических щелей V, V ).
Приведенные в табл. 3 данные свидетельствуют, что образование димера бензойной кислоты не сказывается на положении полос, интерпретируемых как валентные колебания связей СН, что позволяет использовать данный факт для интерпретации сложного контура полос димера в диапазоне 2500-3200 см"1.
Таблица 3
Интерпретация фундаментальных колебаний связей СН бензойной кислоты
"^ксп Уг Vанг Мономер (0*,в**, +в**) Димер (0*,в**, +в**)
[2] ИК КР ИК КР ИК КР ИК КР ИК КР ИК КР
3100 3215 3078 3,7 112 2,5 118 2,2 118 9,2 246 4,1 241 6,6 252
3082 3206 3079 6,8 98 5,4 108 5,1 112 21 155 58 179 384 185
3067 3189 3045 25 144 16 136 12 131 101 327 2240 379 513 341
3053 3178 3061 17 107 13 109 11 101 36 256 31 248 22 229
3040 3166 3019 0,5 60 0,4 59 0,3 53 0,1 124 9,1 124 3,7 111
Нарушение в закономерности поведения интенсивностей в ИК спектре объясняют данные табл. 4. Для антисимметричного валентного колебания связи ОН (тип симметрии Ви) расчетные значения гармонических частот в базисах G**, +G** отделены от частоты валентного колебания связи СН щелью менее 10см"1. Имеет место перепутывание форм нор-
мальных колебаний, а следовательно, и перераспределение интенсивностей. В большей степени это касается базиса в**, что наглядно иллюстрируют приведенные в табл. 5 данные по ангармоническим силовым константам Fqqqq).
Таблица 4
Интерпретация фундаментальных колебательных состояний карбоксильных фрагментов димера бензойной кислоты
Тип Форма "^ксп G* G** +G**
сим колеб [7,12] Уг Vанг Инт Уг Vанг Инт Уг Vанг Инт
Лв Оон 2720 3186 2842 1229 3088 2728 1070 3104 2726 1044
Лв Ос=о 1693 1709 1659 264 1696 1644 277 1686 1627 329
Лв вон 1424 1484 1444 30 1481 1448 16 1474 1437 41
Лв Осо^сс 1297 1313 1284 128 1317 1287 110 1309 1279 151
Лв ТДОсо 1176 1155 1134 17 1154 1133 18 1151 1127 19
Лв Того - 671 666 0.5 672 666 0,6 669 663 0,8
Лв Рсс=о - 513 500 1.3 514 505 1.3 512 499 1,6
Ли Хон 962 970 952 243 996 977 122 982 956 206
вв Рон - 920 902 0,00 953 924 0,00 897 873 0.3
ви qон - 3268 2965 4639 3192 2955 3634 3198 2903 4852
ви Ос=о 1709 1750 1706 927 1745 1703 909 1731 1690 1010
ви вон 1432 1462 1417 190 1466 1423 163 1453 1411 183
ви Ого^го 1322 1320 1290 651 1324 1299 492 1318 1286 661
ви ТДОсо 1126 1151 1132 16 1150 1126 12 1147 1124 19
ви Уосо,у 664 679 673 52 682 676 45 679 674 47
ви всс=о 540 547 545 81 549 548 101 546 545 96
Для базиса G* валентные колебания связей ОН и СН являются характеристичными по форме, энергетическая щель между ними превышает величину барьера учета резонансных взаимодействий (10 см-1 по умолчанию) в технологии Gaussuan [13]. Этот факт имеет место и для полносимметричного валентного колебания (тип симметрии Ag) связи ОН димера бензойной кислоты. Как результат - хорошее согласие кубических (FQQQ) и квартичных (FQQQQ) силовых констант в различных базисах. Такое же согласие между ангармоническими силовыми константами будем иметь и при переходе от координат симметрии к естественным колебательным координатам (с учетом перепутывания форм колебаний для резонирующих состояний связей ОН и СН в базисах в**,+в**).
Согласно данным табл. 4, выбор базиса существенно влияет на расчетные значения частот валентных колебаний связей ОН в гармоническом приближении (уг). Расхождение достигает величины ~100 см-1. Учет диффузионных поправок базиса сказывается на результатах модельных расчетов частот крутильных колебаний связей ОН (%эн, рон) при решении задачи в ангармоническом приближении. В базисе +G** имеет место смещение полос в высокочастотный диапазон, причем для колебания типа симметрии BG это смещение выходит за рамки адиабатической теории возмущения [2]. Поэтому в табл. 4 приведены масштабированные значения. Такой характер поведения расчетных значений крутильных колебаний связей ОН в базисе +G** имеет место и для других представителей класса карбоновых кислот [3-6].
Таблица 5
Ангармонические силовые постоянные мономера и димера бензойной кислоты
Молекула Базис fqqq FqqQ fqqqq FxxQQ fppQQ FqqQQ F 1 qqxx F 1 qqpp F 1 qqqq
Мономер G* 2617 1514 -1541 - —
G** 2566 - 1489 -1669 - — - — -
+G** 2563 - 1489 -1763 - - - — -
Димер G* 2091 2015 869 -546 -610 881 -538 -604 871
G** 2125 1368 924 -328 -574 629 -225 -382 428
+G** 2116 1740 915 -611 -611 791 -460 -517 672
Ангармонический сдвиг полос валентных колебаний связей ОН в димере бензойной кислоты, рассчитанный по формулам (3), (4) с данными по частотам (уг) из табл. 4 и ангармоническим силовым постоянным из табл. 5 оценивается отрицательной величиной ~270-350 см"1, что удовлетворительно согласуется с результатами, приведенными в табл. 4.
Таблица 6
Кубические силовые постоянные водородных связей и ангармоническое
смещение валентных колебаний связей ОН в димерах бензойной кислоты
Базис Va ve FaQQ fpqq F 1 aqq FPqq Av(Ag) Av(BU)
G* 119 105 154 18 123 13 -26 -19
G** 116 107 214 30 117 16 -64 -16
+G** 114 105 210 22 148 14 -75 -27
Доминирующий вклад вносят кубические силовые константы (Av ~300 см-1). Влияние квартичных силовых констант очевидно (Av ~50 см-1). Оценка третьего слагаемого в выражении (3), если не подвергать сомнению возможности технологии «Gaussian» в предсказательных расчетах ангармонических силовых постоянных для низкочастотных колебаний, приведена в табл. 6. Указанное слагаемое определяет влияние водородных связей на ангармоническое смещение полос валентных колебаний связей ОН. Здесь наглядно проявляется влияние выбора базиса расчета.
Заключение
Проведенные модельные расчеты параметров адиабатического потенциала для мономера и димера бензойной кислоты дают основание утверждать следующее. На оценку ангармонического смещения полос для высокочастотной области колебательного спектра бензойной кислоты выбор базиса расчета не имеет принципиального значения. Сделанный вывод полностью согласуется с результатами, полученными для мономеров и циклических ди-меров различных представителей класса карбоновых кислот. Таким образом, появляется возможность осуществления достоверных предсказательных расчетов практически значимых молекулярных соединений, каковыми являются замещенные бензойной кислоты.
Список литературы
1. Краснощеков С. В. Масштабирующие множители как эффективные параметры для коррекции неэмпирического силового поля / С. В. Краснощеков, Н. Ф. Степанов // Журнал физической химии. - 2007. - Т. 81, № 4. - C. 680-689.
2. Свердлов Л. М. Колебательные спектры многоатомных молекул / Л. М. Свердлов, М. А. Ковнер, Е. П. Крайнов. - Москва : Наука, 1970. - 559 с.
3. Элькин М. Д. Структурно-динамические модели димеров бензойной и изоникотиновой кислот / М. Д. Элькин, Д. М. Нуралиева, И. И. Гордеев // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2011. - № 1 (13). - С. 35-42.
4. Элькин М. Д. Моделирование адиабатических потенциалов карбоновых кислот / М. Д. Элькин, Т. А.Шальнова, О. В. Колесникова // Вестник СГТУ. - 2009. - Вып. 1, № 1 (37).-С. 76-81.
5. Эрман Е. А. Моделирование структуры и спектров замещенных бензойной кислоты / Е. А. Эрман, М. Д. Элькин, О. Н. Гречухина, А. М. Лихтер // Естественные науки. - 2011. - № 1 (34). -С. 206-212.
6. Эрман Е. А. Модельные оценки ангармонического смещения полос в колебательных спектрах димеров карбоновых кислот / Е. А. Эрман, М. Д. Элькин, Е. А. Джалмухамбетова // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2010. - № 4 (12). - С. 53-58.
7. Antony J. Anharmonic midinfrared vibrational spectra of benzoic acid monomer and dimmer / J. Antony, G. Helden, G. Meijer, B. Schmidt // J. Chem. Physics, 123, 014305 (2005) 1-11.
8. Brandána S. A. Theoretical and experimental vibrational spectrum study of 4-hydroxybenzoic acid as monomer and dimer / S. A. Brandána, F. Márquez López, M. Montejob, J. J. López González, A. Ben Altabefa // Spectroch. Acta. - 2010. - Vol. 75, № 5. - P. 1422-1434.
9. Durlak P. Cal-Parinello molecular dynamics and density functional Theory simulation of infrared spectra for acetic acid monomers and cyclic dimmers / P. Durlak, Z. Latajka // Chemical Physics Letters. -
2009. - Vol. 477. - P. 249-254.
10. Fernandez L. E. The vibrational properties of formic acid as monomer and dimer: a DFT study / L. E. Fernandez, A. C. Gomez Marigliano, E. L. Varetti // Vibrational spectroscopy. - 2005. - Vol. 37. -P. 179-187.
11. Flakus H. T. Polarized IR spectra of hydrogen bond in acetic acid crystals / H. T. Flakus, A. Tyl // Chemical Physics. - 2007. - Vol. 336. - P. 36-50.
12. Florio G. M. Theoretical modeling of the OH stretch infrared spectrum of carboxlilic acid dimmers on first-principles anharmonic coupling / G. M. Florio, T. S. Zwier, E. M. Myshakin, K. D. Jordan, E. L. Sibert // J. Chem. Physic. - 2003. - Vol. 118, № 4. - P. 1735-1746.
13. Frisch M. J. Caussian 03. / M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel. - Pittsburg PA: Gaussian Inc., 2003 - Revision B.03.
14. Hoy A. R. Anharmonic force constants calculation / A. R. Hoy, I. M. Mills, G. Strey // J. Mol. Phys. - 1972. - Vol. 21, № 6. - P. 1265-1290.
15. Kim Y. Vibrational spectra, normal vibrations and infrared intencies of six isotopic benzoic acid / Y. Kim, K. Machida // Spectrochim. Acta. - 1986. - Vol. 42A, № 4. - P. 881-889.
16. Mukherjeea V. FTIR and Raman spectra and optimized geometry of 2,3,6-tri-fluorobenzoic acid dimer: A DFT and SQMFF study / V. Mukherjeea, N. P. Singha, R. A. Yadavb // Spectrochim. Acta. -
2010. - Vol. 77A, № 4. - P. 787-794.
17. Mukherjeea V. Experimental and calculation aspects of vibrational spectra and optimized geometry of 2,3,4-tri-fluoro-benzoic acid dimmer / V. Mukherjeea, N. P. Singha, R. A.Yadavb. - 2009. -Vol. 74A, № 5. - P. 1107-1114.
18. Olbert-Majkut A. Raman spectroscopy of formic acid and its dimmers isolated in low temperature argon matrices / A. Olbert-Majkut, J. Ahoras, J. Lundell, M. Petterson // Chemical Physics Letters. -2009. - Vol. 468. - P. 176-183.
References
1. Krasnoshekov S. V., Stepanov N. F. Masshtabiruyushie mnozhiteli kak effektivnye parametry dlya korrekcii neempiricheskogo silovogo polya [Scaling multipliers as effective parameters for correction of ab initio force field]. Zhurnal Fizicheskoi Himii [Journalof Physical Chemistry], 2007, vol. 81, no. 4, pp. 680-689.
2. Sverdlov L. M., Kovner M. A., Krainov E. P. Kolebatel'nye spektry mnogoatomnyh molekul [Vibrational spectra of polyatomic molecules]. Moscow: Nauka, 1970. 559 p.
3. El'kin M. D., Nuralieva D. M., Gordeev I. I. Strukturno-dinamicheskie modeli dimerov benzoinoi i izonikotinovoi kislot [Structural and dynamic models of dimers of benzoyny and isonicotinic acids]. Pri-kaspiiskii zhurnal: upravlenie i vysokie tehnologii [Caspian Journal: Management and High Technologies],
2011. no. 1 (13), pp. 35-42.
4. El'kin M. D., Shal'nova T. A., Kolesnikova O. V. Modelirovanie adiabaticheskih potencialov karbonovyh kislot [Modeling of adiabatic potentials of carboxylic acids]. Vestnik SGTU [Bulletin of SSTU], 2009, no. 1 (37), iss. 1, pp. 76-81.
5. Erman E. A., El'kin M. D., Grechuhina O. N., Lihter A. M. Modelirovanie struktury i spektrov zameshennyh benzoinoj kisloty [Modeling of structure and spectra of benzoic acid substituted]. Estestvennye nauki [Natural Sciences], 2011, no. 1 (34), pp. 206-212.
6. Erman E. A., El'kin M. D., Dzhalmuhambetova E. A. Model'nye ocenki angarmonicheskogo smesheniya polos v kolebatel'nyh spektrah dimerov karbonovyh kislot [Model estimates of anharmonic shift of strips in vibrational spectra of dimer of carboxylic acids]. Prikaspiiskii zhurnal: upravlenie i vysokie tehnologii [Caspian Journal: Management and High Technologies], 2010, no. 4 (12), pp. 53-58.
7. Antony J., Helden G., Meijer G., Schmidt B. Anharmonic midinfrared vibrational spectra of benzoic acid monomer and dimmer. J. Chem. Physics, 123, 014305 (2005) 1-11.
8. Brandána S. A., Márquez López F., Montejob M., López González J. J., Ben Altabefa A. Theoretical and experimental vibrational spectrum study of 4-hydroxybenzoic acid as monomer and dimmer. Spectroch. Acta, 2010, vol. 75, no. 5, pp. 1422-1434.
9. Durlak P., Latajka Z. Cal-Parinello molecular dynamics and density functional Theory simulation of infrared spectra for acetic acid monomers and cyclic dimmers. Chemical Physics Letters, 2009, vol. 477, pp. 249-254.
10. Fernandez L. E., Gomez Marigliano A. C., Varetti E. L. The vibrational properties of formic acid as monomer and dimer: a DFT study. Vibrational spectroscopy, 2005, vol. 37, pp. 179-187.
11. Flakus H. T., Tyl A. Polarized IR spectra of hydrogen bond in acetic acid crystals. Chemical Physics, 2007, vol. 336, pp. 36-50.
12. Florio G. M., Zwier T. S., Myshakin E. M., Jordan K. D., Sibert E. L. Theoretical modeling of the OH stretch infrared spectrum of carboxlilic acid dimmers on first-principles anharmonic coupling. J. Chem. Physic., 2003, vol. 118, no. 4, pp. 1735-1746.
13. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B. Caussian 03. Pittsburg PA: Gaussian Inc., 2003, Revision B.03.
14. Hoy A. R., Mills I. M., Strey G. Anharmonic force constants calculation. J. Mol. Phys., 1972, vol. 21, no. 6, pp. 1265-1290.
15. Kim Y., Machida K. Vibrational spectra, normal vibrations and infrared intencies of six isotopic benzoic acid. Spectrochim. Acta, 1986, vol. 42A, no. 4, pp. 881-889.
16. Mukherjeea V., Singha N. P., Yadavb R. A. FTIR and Raman spectra and optimized geometry of 2,3,6-tri-fluorobenzoic acid dimer: A DFT and SQMFF study. Spectrochim. Acta, 2010, vol. 77A, no. 4, pp. 787-794.
17. Mukherjeea V., Singha N. P., Yadavb R. A. Experimental and calculation aspects of vibrational spectra and optimized geometry of 2,3,4-tri-fluoro-benzoic acid dimmer, 2009, vol. 74A, no. 5, pp. 11071114.
18. Olbert-Majkut A., Ahoras J., Lundell J., Petterson M. Raman spectroscopy of formic acid and its dimmers isolated in low temperature argon matrices. Chemical Physics Letters, 2009, vol. 468, pp. 176-183.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
УДК: 519.876.5
МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ (Computer Aided Innovation - CAI)
Зарипова Виктория Мадияровна, кандидат технических наук
Петрова Ирина Юрьевна, доктор технических наук, профессор
Астраханский государственный университет
414056, Россия, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а
E-mail: vtempus2@gmail.com, petrova@aspu.ru
В статье рассмотрено новое научное направление, объединяющее различные междисциплинарные исследования в сфере инноватики с целью повышения эффективности создания новой продукции (New Product Development - NPD), которое получило название «Автоматизация инновационных процессов» (Computer-Aided Innovation - CAI). Существует большое количество разрозненного программного обеспечения (ПО) для осуществления большинства функций на каждом из этапов жизненного цикла инновационного решения, что становится препятствием для создания интегрированной системы автоматизации инновационных процессов на предприятии с целью повышения эффективности создания новой продукции.
В результате анализа зарубежных работ и программных продуктов в области автоматизации инновационных процессов, дана классификация компьютерных средств CAI, рассмотрены дальнейшие перспективы развития этого направления. В приложении приведен систематизированный перечень более 150 программных продуктов Computer-Aided Innovation - CAI. При анализе рынка авторы не рассматривали отраслевое программное обеспечение или уникальные частные решения, а также не специализированное офисное ПО, не предназначенное для сопровождения инновационных процессов. Таким образом, анализируемый пул программного обеспечения - это предлагаемые на рынке продукты, предназначенные для массового использования на предприятиях.
Ключевые слова: средства автоматизации инновационных процессов, CAI, программное обеспечение, инновации, изобретения, ТРИЗ, разработка нового продукта, NPD, управление идеями, управление патентами, управление стратегией развития продукта.
MODEL OF DEVELOPMENT OF COMPUTER AIDED INNOVATION TOOLS (CAI)
Zaripova Viktoria M., Ph.D. (Engineering)
Petrova Irina Yu, D.Sc. (Engineering), Professor
Astrakhan State University
20a Tatishchev st., Astrakhan, 414056, Russia
E-mail: vtempus2@gmail.com, petrova@aspu.ru
111
