Перевод названия: Study of Hydration and Hydrolysis of Pu(IV) by the Density Functional Method
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2017
Идентификатор DOI: 10.15372/KhUR20170303
Ключевые слова: метод функционала плотности, комплексы плутония (IV), модель непрерывной поляризуемой среды, константа гидролиза, свободная энергия гидратации, Density functional method, plutonium (IV) complexes, Polarizable continuum model, Hydrolysis constants, Hydration free energy
Аннотация: С применением релятивистской теории функционала плотности и сольватационной модели непрерывной поляризуемой среды (PCM) исследованы структура и первая ступень гидролиза гидратного комп-лекса иона Pu(IV) в водной среде. Согласно расчетам, ион Pu(IV) преимущественно координирован с восемью молекулами воды. Рассчитанное расстояние Pu-Показать полностьюO, равное 238-241 пм, хорошо согласуется с экспериментальным значением - (239±2) пм. Показано, что при построении полости, в которую заключается сольватируемый комплекс в модели PCM, для корректного воспроизведения констант log K 01 первой ступени гидролиза важно использовать скалирующие множители, адекватные заряду гидратного комплекса. Вычисленные значения log K 01, равные -1.1...-0.2, близки к экспериментально определенному интервалу (от -0.6 до 0.6). Корректное воспроизведение констант гидролиза позволяет рассматривать вычисленный интервал свободных энергий гидратации иона Pu(IV), равный 6070-6157 кДж/моль, как разумное предсказание экспериментальных значений. The structure and the first hydrolysis step of the hydrated Pu(IV) ion in the aquatic environment were studied using relativistic density functional theory and the polarizable continuum model (PCM). According to calculations, the Pu(IV) ion was mainly coordinated with eight water molecules. The calculated distance Pu-O of 238-241 pm was in good agreement with the experimental value ((239±2) pm). It was demonstrated that for the correct replication of constants log K 01 of the first hydrolysis step, it was important to use scaling multipliers adequate to the charge of the hydrated complex when constructing the density that included the solvated complex in PCM model. The calculated values of log K 01 of 1.1…-0.2 were close to the experimentally defined range (-0.6…0.6). The correct replication of hydrolysis constants allowed considering the calculated range of the hydratation free energies of the Pu(IV) ion of 6070-6157 kJ/mol as a reasonable prediction of experimental values.
Журнал: Химия в интересах устойчивого развития
Выпуск журнала: Т. 25, № 3
Номера страниц: 251-259
ISSN журнала: 08698538
Место издания: Новосибирск
Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Издательство Сибирского отделения Российской академии наук