№60-03
Об устойчивости связи двухатомной молекулы в поле электрического заряда
А.С. Баскевич1, В.В. Куливар2, И.И. Чоботько2, А.В. Курляк3, О.А. Балакин3
1Украинский государственный химико-технологический университет, Днепр, Украина
2Националный технический университет «Днепровская политехника», Днепр, Украина
3Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», Павлоград, Украина
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2020, 60:26-37
https://doi.org/10.33271/crpnmu/60.026
Full text (PDF)
АННОТАЦИЯ
Цель исследований заключается в использовании физико-математической модели и методики оценки состояния устойчивости химической связи в зависимости от величины напряженности электрического поля внешнего точечного заряда.
Методики. Работа выполнена в соответствии с рекомендациями методологии проведения теоретических исследований. Использованы квантово-химические закономерности, описывающие кулоновские взаимодействия атомов.
Результаты. Предлагается гипотеза о возможном физико-химическом механизме образования дополнительных вредных газов при разрушении горных пород взрывом.
Научная новизна. Получил развитие метод численной оценки энергии химической связи в зависимости от расстояния связи до точечного заряда – третьего кулоновского центра. Квантово-механическая модель расчета электронных термов молекул позволяет решать задачи, связанные с определением параметров молекул в условиях воздействия различных физических полей на рассматриваемую систему. Модель апробирована на некоторых двухатомных молекулах. Расхождение экспериментальных данных с результатами расчетов не превышает 10%, что свидетельствует о вполне корректной интерпретации получаемых результатов.
Практическая ценность. Модель может быть использована в области исследования причин, вызывающих газодинамические явления в подземных выработках угольных шахт, в моделировании самовозгорания терриконов, в исследованиях состояния устойчивости наноструктурных компонентов угля в условиях физических воздействий, при теоретическом конструировании новых соединений и структур в области наноматериаловедения и нанотехнологий. При соответствующей модернизации кроме качественной оценки модель дает количественную оценку устойчивости химических связей при тех или иных изменяющихся условиях.
Ключевые слова: химический акт, кулоновский центр, разрыв связи, трехцентровая задача
Перечень ссылок:
1. Zhi, S.,&Elsworth, D. (2016).The role of gas desorption on gas outbursts in underground mining of coal.Geomech Geophys Geo-energ Geo-resour, 151-171.
https://doi.org/10.1007/s40948-016-0026-2
2. Sobolev, V.V., Ustimenko, E.B., Nalisko, N.N.,&Kovalenko, I.L. (2018).The macrokinetics parameters of the hydrocarbons combustion in the numerical calculation of accidental explosions in mines. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, №1, 89-98.
https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/8
3. Nalisko, M., Sobolev, V., Rudakov, D.,&Bilan, N. (2019). Assessing safety conditions in underground excavations after a methane-air mixture explosion . E3S Web of Conferences, 123.
https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301008
4. Rudakov, D., & Sobolev, V. (2019). А Mathematical Model of Gas Flow during Coal Outburst Initiation. International Journal of Mining Science and Technology, Available online, 791-796.
https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2019.02.002
5. Chen, Z.Y., Jin, B., & Wu, C.F. (2014).Study on catastrophe of coal and gas outburst in coal tunneling face. J Chem Pharm Res, 6 (6), 419-425.
6. Fan, C.J., Li, S., Luo, M.K., Du, W.Z., & Yang, Z.H. (2017). Coal and gas outburst dynamic system. Int J Mining Sci Technol, 27 (1), pp. 49-55.
https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2016.11.003
7. Khomenko, О., Sudakov, А.,Malanchuk, Z.,& Malanchuk, Ye. (2017). Principlesofrockpressureenergyusageduringundergroundminingofdeposits.NaukovyiVisnykNatsionalnohoHirnychohoUniversytetu, (2), 35-43.
8. Saik, P.B., Dychkovskyi, R.O., Lozynskyi, V.H., Malanchuk, Z.R., & Malanchuk, Ye.Z. (2016). Revisiting the underground gasification of coal reserves from contiguous seams. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 60-66.
9. Соболев, В.В. (2003). К вопросу о природе образования выбросоопасных углей. Сборник научных трудов НГУ. Днепропетровск: РИК НГУ,1(17), 374-383.
10. Соболев, В.В. (2009).Предполагаемые условия, причины и параметры образования выбросоопасных углей. Форум гірників – 2009. Матеріали міжнар. конф. "Підземні катастрофи: моделі, прогноз, запобігання".Сборник научных трудов НГУ.Днепропетровск: РИК НГУ, 169-179.
11. Pivnyak, G.G., Sobolev, V.V., & Filippov, A.O. (2012). Phase transformations in bituminous coals under the influence of weak electric and magnetic fields. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 43-49.
12. Soboliev, V., Bilan, N., & Samovik, D. (2013).Magnetic stimulation of transformations in coal. Mining of Mineral Deposits. Leiden: CRCPress/Balkema, 221-225.
https://doi.org/10.1201/b16354-40
13. Петухов, И.И., & Линьков, А.М. (1983).Механика горных ударов и выбросов.Москва: Недра.
14. Алексеев, А.Д. (2010).Физика угля и горных процессов. Киев: Наукова Думка.
15. Булат, А.Ф., Лукинов, В.В., Пимоненко, Л.И., Безручко, К.А.,&Бурчак, А.В. (2012). Геологические основы и методы прогноза выбросоопасности угля, пород и газа. Монография. Днепропетровск: Монолит.
16. Соболєв, В.В. (1998). Фундаментальні дослідження в області взаємодії конденсованих систем з фізичними полями.Наук. вісник Націон. гірн. академії України,1, 106-109.
17.Sobolev, V.V., Taran, Y.N., & Gubenko, S.I. (1997). Shockwaveusefordiamondsynthesis. JournalDePhysique. IV : JP, 7(3), 73-75.
https://doi.org/10.1051/jp4:1997315
18. Soboliev, V.V., Bilan, N.V., &Khalimendik, A.V. (2017).Оn formation of electrically conductive phases underelectrothermal activation of ferruginous carbonate. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 53-60.
19. Соболев, В.В.(2010).Закономерностиизмененияэнергиихимическойсвязивполеточечногозаряда. Доповіді НАН України, 4, 88-95.
20. Соболев, В.В., Чернай, А.В., Зберовский, В.В., Поляшов, А.С.,&Филиппов,А.О.(2014).Физическая механика выбросоопасных углей. В.Запорожье: Привоз Принт.
21. Светлов, Б.Я. (1960).Ядовитые газы при взрывных работах.Взрывное дело, 45/2. Москва: Госгортехиздат, 101–117.
22. Худяков, М.Я. (1973).Определение количества ядовитых газов при взрывных работах в шахтах. Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело, 8, 24–25.
23. Росси, Б.Д. (1966). Ядовитые газы при подземных взрывных работах. Москва: Недра.
24. Sobolev, VV., Bilan, N.V., Baskevich, A.S.,&Stefanovich, L.I. (2018).Electrical charges as catalysts of chemical reactions on a solid surface.Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, №4, 50-58.
https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-4/7
25. Кук, М.А.(1980).Наука о промышленных взрывчатых веществах. Пер с англ. Под ред. Г.П. Демидюка и Н.С. Бахаревича. Москва: Недра.
26. Дубнов, Л.В., Бахаревич, Н.С.,&Романов, А.И. (1988).Промышленные взрывчатые вещества. 3-у изд., перераб. и доп., Москва:Недра.
27. Соболєв, В.В., Баскевич, О.С., & Вареник, Є.О. (2015). Електростимульовані хімічні реакції в атмосфері вугільних шахт. Харків: Видавництво «Технологічний центр».
28. Ярковой, Г.О., Заславская, Л.И.,&Россихин, В.В. (1977).Аналитический расчет потенциальных кривых двухатомных молекул. Киев. (Препр./ АН УССР. Ин-т теор. физики).
29. Ярковой, Г.О. (1975).Функция Грина для задачи электрона в поле двух кулоновских центров. Киев. (Препр./ АН УССР. Ин-т теор. физики).
30. Гурвич, Л.В. , Караченцев, Г.В., Кондратьев, В.Н., Лебедев, Ю.А. и др. (1974).Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону, М.: Наука.
31. Соболев, В.В., Ярковой, Г.О., & Чернай, А.В. (1994). Синтез алмаза. III. Теоретические исследования c применением квантовомеханических методов расчета.Минералогический журнал, 5/6, 23-30.
