Перевод названия: QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF MOLECULAR HYDROGEN BINDING ON [NiFe]-HYDROGENASE ACTIVE SITE
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2013
Ключевые слова: Hydrogenase, Spin-forbidden reactions, adiabatic and nonadiabatic processes, Density functional theory (DFT), гидрогеназа, спин-запрещенные реакции, адиабатический и неадиабатический процессы, теория функционала плотности (DFT)
Аннотация: Объектом данного исследования является активный центр [NiFeJ-гидрогеназы. Гидрогеназы вызывают повышенный интерес исследователей ввиду возможности их использования для модификации поверхности электродов с целью каталитического окисления и восстановления водорода. Исследовано связывание H 2 с активным центром [NiFe]-гидрогеназы с поПоказать полностьюмощью методов теории функционала плотности. Определены энергии связывания H 2 с атомами железа и никеля. Показано пересечение между кривыми потенциальной энергии синглетного и триплетного состояний системы, состоящей из активного центра [NiFe]-гидрогеназы и связанного с ним молекулярного водорода. Результаты работы указывают на то, что механизм связывания молекулярного водорода с активным центром [NiFe]-гидрогеназы может носить неадиабатический спин- запрещенный характер. В связи с этим, для создания эффективного катализатора основанного на структурных моделях гидрогеназы, необходимо создавать бионеорганические комплексы, способные к изменению своих спиновых состояний в процессе катализа. This work is focused on the active site of [NiFe]-hydrogenase. The wide interest in hydrogenases is explained by their potential application in catalytic oxidation and reduction of molecular hydrogen. In this work the H 2 binding to the active site of [NiFe]-hydrogenase is studied using density functional theory methods. The binding energies of H 2 to the iron and nickel centers are found. The intersection between the potential energy curves of the singlet and triplet states of the [NiFe]-hydrogenase active site, with molecular hydrogen bound to it, is demonstrated. The results of this work show that the molecular hydrogen binding to [NiFe]-hydrogenase active site has nonadiabatic spin-forbidden character. Therefore, to create an efficient catalyst based on hydrogenase structural models, it is essential to create bioinorganic complexes capable of changing their spin states during catalytic process.
Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 32-39
ISSN журнала: 18169724
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева