SIS-TRANS IZOMERIYANING METALL KLASTERLAR ASOSIDAGI KOMPLEKSLARDA ENERGETIK BARQARORLIKKA TA’SIRI: SPEKTROSKOPIK VA KVANT-KIMYOVIY YONDASHUVLAR.

Аннотация

Ushbu maqolada metall klasterlar asosidagi komplekslarda sis- va trans- izomeriyaning energetik barqarorlikka ta’siri kvant-kimyoviy hisoblashlar va spektroskopik tadqiqotlar orqali o‘rganildi. DFT (density functional theory) yondashuvi yordamida izomerlarning energetik profili hisoblab chiqildi, ularning geometrik parametrlari, elektron zichlik taqsimoti hamda ligandlararo o‘zaro ta’sirlar tahlil qilindi. Infraqizil (IQ) va ultrabinafsha-ko‘rinadigan (UV-Vis) spektroskopik usullar orqali nazariy natijalar eksperimental jihatdan tasdiqlandi. Olingan natijalar sis-izomerlarning ba’zi hollarda yuqori barqarorlikka ega bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatdi. Kalit so‘zlar: metall klasterlar, sis-trans izomeriya, DFT hisoblashlari, spektroskopiya, energetik barqarorlik. Kirish: Metall klasterlar asosidagi koordinatsion birikmalar zamonaviy kimyoning rivojlanayotgan yo‘nalishlaridan biri bo‘lib, ularning fazoviy tuzilishi, elektron konfiguratsiyasi va reaktivligi ularni turli sohalarda, jumladan, kataliz, materialshunoslik va dori vositalari sintezida keng qo‘llash imkonini beradi. Ayniqsa, bunday komplekslarda kuzatiladigan sis- va trans- izomeriya hodisasi klasterning umumiy barqarorligiga, ligandlararo o‘zaro ta’sirga hamda fizik- kimyoviy xossalarga sezilarli darajada ta’sir qiladi.[1, 32-35 b.] Ushbu izomerik shakllar orasidagi energetik farqlarni aniqlash orqali, ularning termodinamik barqarorligini tahlil qilish, molekular modellashtirish va spektroskopik metodlar asosida izohlanadi. Tadqiqotning dolzarbligi shundaki, sis-trans konfiguratsiyalarning strukturaviy o‘zgarishlari katalitik faoliyat va selektivlikka ham bevosita ta’sir qilishi mumkin. Shu bois, ushbu maqolada mazkur izomerlarning barqarorligini o‘rganishga alohida e’tibor qaratildi.[2, 55 b.] Adabiyotlar tahlili: Sis- va trans- izomeriya hodisasi organik kimyoda keng o‘rganilgan bo‘lishiga qaramay, metall klasterlar asosidagi koordinatsion komplekslarda ushbu izomeriyaning o‘ziga xos xususiyatlari hali ham to‘liq ochib berilmagan.[3, 83-84 b.] Turli tadqiqotchilar tomonidan olib borilgan ishlar shuni ko‘rsatadiki, metall klasterlarda izomerik shakllar orasidagi farqlar faqat geometrik tuzilish bilan cheklanmasdan, balki ularning elektronik tuzilmasi, ligandlararo ta’siri va metall-oqil bog‘larining tabiati bilan ham uzviy bog‘liqdir (Smith et al., 2018; Gupta & Rao, 2021). DFT (Density Functional Theory) metodikasi orqali olib borilgan nazariy hisoblashlar sis- trans izomerlar orasidagi energiya farqlarini yuqori aniqlikda aniqlash imkonini beradi (Becke, 1993; Lee, Yang, Parr, 1988). Bunday metodlar orqali energiya minimizatsiyasi, HOMO-LUMO farqlari, dipol momentlari va elektron zichlik taqsimoti aniqlanib, izomerlarning termodinamik barqarorligi baholanadi.[4, 89-94 b.] Eksperimental usullardan esa IQ va UV-Vis spektroskopiyasi sis- va trans- shakllarning identifikatsiyasida keng qo‘llaniladi.[5, 78 b.] Masalan, IQ spektrlardagi stretching 134 “TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI” vibratsiyalarining farqlari orqali ligandlarning joylashuvi haqida xulosa chiqarish mumkin (Wong et al., 2020). UV-Vis spektrlarda esa ligand-metal o‘tishlarning intensivligi va maksimum to‘lqin uzunligi bo‘yicha izomerlar orasida sezilarli farqlar aniqlangan (Kowalczyk et al., 2017). Adabiyotlarning tahlili shuni ko‘rsatadiki, sis-trans izomeriya metall klasterlar kimyosida muhim nazariy va amaliy ahamiyatga ega bo‘lib, ularni chuqur o‘rganish ilg‘or materiallar yaratishda asos bo‘lib xizmat qiladi.[6, 18-20 b.] Metodologiya: Tadqiqotda metall klasterlar asosidagi sis- va trans- izomerlarning energetik barqarorligini o‘rganish uchun kvant-kimyoviy hisoblashlar va spektroskopik tahlil metodlari uyg‘unlashtirildi.[7, 77 b.] Nazariy hisoblashlar Density Functional Theory (DFT) usulida, B3LYP funksionali va LANL2DZ asos to‘plami yordamida Gaussian 16 dasturida bajarildi.[8, 658-671 b.] Har bir izomer shakli uchun energiya minimizatsiyasi, geometrik optimallashtirish, elektron zichlik taqsimoti (ESP) va HOMO–LUMO oralig‘i tahlil qilindi. Natijalar asosida har bir konfiguratsiyaning termodinamik barqarorligi va reaktivlik mezonlari baholandi. Eksperimental jihatdan, oldindan tayyorlangan metall klasterli komplekslar IQ (infraqizil) va UV-Vis (ultrabinafsha-ko‘rinadigan) spektroskopik metodlari bilan tahlil qilindi.[9, 88 b.] IQ spektrlar 400–4000 cm⁻¹ diapazonida, UV-Vis spektrlar esa 200–800 nm oralig‘ida yozib olindi. Har bir izomer shakl uchun olingan spektral ma’lumotlar nazariy hisob-kitoblar bilan taqqoslandi.[10, 255-259 b.] Metodik yondashuv nazariy va eksperimental natijalar o‘rtasidagi uyg‘unlikni aniqlashga, sis va trans izomerlar orasidagi strukturaviy va energetik farqlarni chuqur tahlil qilishga imkon yaratdi. Natijalar: DFT hisoblashlari asosida aniqlangan umumiy energiyalar sis-izomer uchun biroz pastroq qiymat ko‘rsatdi, bu esa uning nisbatan barqarorligini ko‘rsatadi. Energiya farqi kichik bo‘lsa- da, muhim selektivlik asosini belgilaydi.