Использование Модели Атом-Атомных Потенциалов При Исследовании Особенностей Взаимодействия Молекул В Кристаллах

Abstract

АннотацияПредложен новый подход к исследованию и описанию молекулярных упако-вок в кристаллах, основанный на анализе межмолекулярных парных атом-атомных потенциалов. С использованием этого подхода выявлены различные типы эффек-тивных контактов молекула-молекула, встречающиеся в молекулярных кристал-лах органических соединений. SummaryA new approach to the study and description of molecular packings in crystals based on an analysis of intermolecular pair atomic-atom potentials is proposed. Using this approach, various types of effective molecular-molecule contacts, found in molecular crystals of organic compounds, have been identified. ВведениеВ настоящее время с помощью рентгендифракционного метода иссле-дования монокристаллов изучено огромное количество кристаллических структур. Результаты этих исследований (около миллиона кристаллических структур) представлены в Кембриджском банке структурных данных [1]. Однако, проблема объяснения взаимного расположения молекул в кристал-ле друг относительно друга (особенности молекулярной упаковки) все еще остается не полностью решенной. Например, активно дискутируются сле-дующие три вопроса. Во-первых, почему молекулы в конкретной кристал-лической структуре располагаются друг относительно друга именно так, а не иначе? Во-вторых, возможны ли полиморфные модификации конкретной кристаллической структуры (иное взаимное расположение молекул друг от-носительно друга)? В-третьих, для каких кристаллических структур вероят-ность существования полиморфных модификаций достаточно высока?Основы развиваемых в настоящее время подходов к поиску ответов на такие вопросы были заложены А.И. Китайгородским [2], который обобщил принцип плотной упаковки на молекулярные кристаллы. Одна из формули-ровок этого принципа звучит так: "взаимное расположение молекул в кри-сталле всегда таково, что «выступ» одной молекулы приходится на «впа-дину» соседней» [2]. Следствием этого принципа с геометрической точки зрения можно считать стремление молекулярной упаковки в молекулярных кристаллах к максимально возможному коэффициенту упаковки (миниму-му пустот), а с энергетической точки зрения стремление кристаллической структуры к минимуму энергии межмолекулярного взаимодействия.