Химическая физика

ISSN(Print): 0207-401X

Свидетельство о регистрации СМИ: № 0110275 от 09.02.1993

Учредитель: Российская академия наук, Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Главный редактор: Бучаченко Анатолий Леонидович

Число выпусков в год: 12

ИндексацияРИНЦ, перечень ВАК, Ядро РИНЦ, RSCI, CrossRef, Белый список (2 уровень)

Публикуются статьи по следующим тематикам: элементарные физико-химические процессы; строение химических соединений, спектроскопия; влияние внешних факторов на физико-химические превращения; кинетика и механизм химических реакций, катализ; горение, взрыв и ударные волны; динамика фазовых переходов; электрические и магнитные свойства материалов; физические методы исследования химических реакций; химическая физика биологических процессов; химическая физика экологических процессов; химическая физика полимерных материалов; химическая физика наноматериалов; динамика транспортных процессов; реакции на поверхности.

Журнал представлен в отечественных и зарубежных базах данных: SCOPUS, Web of sciens, РИНЦ.

Журнал основан в 1982 году.

Текущий выпуск

Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 44, № 5 (2025)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Элементарные физико-химические процессы

Применение численного обращения преобразования лапласа для расчета плотности молекулярных состояний
Адамсон С.О., Харлампиди Д.Д., Голубков Г.В., Дьяков Ю.А., Морозов И.И., Ольхов О.А., Родионов И.Д., Родионова И.П., Степанов И.Г., Шестаков Д.В., Голубков М.Г.
Аннотация

Для оценки констант скорости мономолекулярных реакций с использованием квазиравновесной статистической теории требуется информация о плотности дискретных состояний молекул. В настоящей работе предложен новый подход к расчету плотности дискретных состояний стабильных молекул и переходных комплексов, который основан на численном обращении преобразования Лапласа. Для апробации метода проведены тестовые расчеты модельных систем, включающих молекулы H₂O, NH₃, CD4 и с-C₃H₆. Показано, что при энергиях, меньших 200 ккал/моль, относительная ошибка расчета интегральной плотности дискретных состояний не превышает 0.5%. Результаты, полученные данным методом, могут быть использованы, например, для оценки констант скорости реакций с участием органических радикалов, образующихся в тропосфере и тропопаузе.

Химическая физика. 2025;44(5):3-14
pages 3-14 views

Строение химических соединений, квантовая химия, спектроскопия

Модификация поверхности кремния с применением широколучевого ионного травления пучком Ar⁺ с низкой энергией
Колчина Л.М.
Аннотация

Исследована возможность модификации физико-химических свойств поверхности монокристаллического кремния с ориентацией (100) при помощи ионно-лучевого травления (ИЛТ) широким пучком Ar⁺ с низкой (до 1000 эВ) энергией. Показано, что модификация поверхности кремния при помощи ИЛТ приводит к появлению времени задержки вакуумно-плазменного травления (ВПТ) в смеси SF₆/O₂/Ar. Установлено, что на величину времени задержки ВПТ кремния влияют параметры предварительного ИЛТ, такие как энергия ионов и угол их падения относительно поверхности кремния. Наибольшее время задержки ВПТ кремния было достигнуто при снижении энергии ионного пучка до 400 эВ и увеличении угла его падения до 88°. Продемонстрировано, что комбинация методов ИЛТ и ВПТ может применяться для формирования кремниевых структур.

Химическая физика. 2025;44(5):15-22
pages 15-22 views

Влияние внешних факторов на физико-химические превращения

Получение субмикронных пленок кобальта с использованием оксалата кобальта в качестве прекурсора
Алымов М.И., Рубцов Н.М., Зеленский В.А., Анкудинов А.Б., Боярченко О.Д., Сычев А.Е., Черныш В.И., Цветков Г.И.
Аннотация

Установлена возможность получения пористых двумерных структур (пленок) кобальта (Co) субмикронной толщины с использованием оксалата кобальта в качестве прекурсора при термической обработке в потоке водорода. Показано, что формирование двумерных структур на жидких легкоплавких металлах (In, Ga) позволяет избежать образования трещин и увеличить цельность тонких пленок Co. Показано, что толщина плёнок Co на кремнии достигает 100 нм, но линейный размер таких листков кобальта не превышает 20 мкм. Использование легкоплавкого индия в качестве подложки позволяет увеличить средний размер пленок кобальта по сравнению с его пленками на кремнии без промежуточного индиевого слоя. Материал представляет собой тонкие двумерные слоистые структуры пористого кобальта, образованные переплетением цепочек зерен металла. Толщина пленки составляет ~500 нм, а линейный размер достигает 200 мкм. Установлена возможность получения прочной металлической пленки Co – 10% Ga на массивной капле галлия размером 20 × 15 мм.

Химическая физика. 2025;44(5):23-32
pages 23-32 views

Кинетика и механизм химических реакций, катализ

Квантовохимическое моделирование реакций водорода и кислорода с нанопокрытием из наночастиц золота и никеля
Гришин М.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю., Слуцкий В.Г., Тастайбек Д.Т., Харитонов В.А.
Аннотация

Выполнены квантовохимические расчеты теплот гидрирования простейшей наноразмерной биметаллической системы Au3/Ni2+ по трем возможным каналам. Продуктами канала с максимальным энерговыделением являются гидрированное золото и никель: H2 + Au3/Ni2+ → (Au3H2)/Ni2+, теплота реакции Q = 43.7 ккал/моль. Также с применением квантовохимических методов рассчитаны теплоты взаимодействия бинарной системы (Au3H2)/Ni2+ с кислородом по различным каналам. Установлено, что по каналу с наибольшим энерговыделением один из атомов O соединяется с гидридом золота, а второй – с никелем: (Au3H2)/Ni2+ + O₂ → (Au3H2–O)/(Ni2O)+, теплота реакции Q = 39.0 ккал/моль. Установлен механизм и определена энергетика элементарных реакций, приводящих к образованию золота Au3 и воды H₂O из оксида (Au3H2–O). На основании расчетов предложено объяснение экспериментальных результатов по последовательному взаимодействию водорода и кислорода с биметаллическим покрытием из наночастиц золота и никеля. Поскольку при контакте золота с никелем золотые частицы заряжаются отрицательно, а никелевые – положительно, в расчетах содержащим золото частицам придавался отрицательный заряд, а содержащим никель – положительный.

Химическая физика. 2025;44(5):33-39
pages 33-39 views
Сечения поглощения радикалов CF₃O₂, CHF₂O₂ и CF₂O
Ларин И.К., Белякова Т.И., Прончев Г.Б., Трофимова Е.М.
Аннотация

В работе рассмотрен фотолиз CHF₂Br, CF₃Br и CF₂ClBr в смеси с кислородом при T = 298 K, где облучение смеси проводилось ртутной лампой с максимумом излучения, отвечающим длине волны λ = 253.7 нм. Спектры поглощения записывались на спектрофотометре Specord M-40 в диапазоне длин волн 200–900 нм. Кинетика фотолиза исследовалась по расходованию исходного хладона и накоплению молекулярного брома. Кинетические кривые изменения оптической плотности в зависимости от времени облучения для хладонов CHF₂Br и CF₃Br на длинах волн λ = 214, 224 и 240 нм имели точки перегиба. Данный эффект объясняется накоплением радикалов RO₂, которые в этой области спектра поглощают УФ-излучение значительно сильнее, чем исходные хладоны. Координаты точек перегиба позволили вычислить сечения поглощения радикалов CF₃O₂ и CHF₂O₂ на длинах волн λ = 214, 224 и 240 нм. Для хладона CF₂ClBr оптическая плотность на длине волны λ = 222 нм линейно убывала в течение всего времени облучения в соответствии с линейным накоплением продуктов фотолиза: BrCl и CF₂O. Это позволило оценить верхнюю границу сечения поглощения продукта фотолиза CF₂O.

Химическая физика. 2025;44(5):40-48
pages 40-48 views
Реакция йодистого водорода с атомом хлора в диапазоне температур 298–366 K
Ларин И.К., Прончев Г.Б., Трофимова Е.М.
Аннотация

В настоящей работе методом резонансной флуоресценции (РФ) в проточном реакторе измерена константа скорости реакции йодистого водорода с атомом хлора в диапазоне температур 298366 K. Измерения проводились при регистрации РФ как атомов хлора, так и атомов йода ― продукта данной реакции. В обоих случаях получены близкие выражения, описывающие температурную зависимость константы скорости. Предложено возможное объяснение наблюдаемому уменьшению константы скорости реакции с ростом температуры в реакторе.

Химическая физика. 2025;44(5):49-55
pages 49-55 views
Кинетика люминесцирующих комплексов Nd³⁺ в растворах CCl₄–GaCl₃
Тихонов Г.В., Серегина Е.А., Подкопаев А.В.
Аннотация

Для создания малотоксичной и дешевой жидкой лазерной среды приготовлены растворы тетрахлорметана, активированные Nd³⁺. Концентрация Nd³⁺ в растворах CCl₄–GaCl₃–Nd³⁺ достигает 1 моль/л, тогда как время жизни возбужденного состояния Nd³⁺ не превышает 80 мкс и квантовый выход люминесценции Nd³⁺ меньше 0.3. Рассмотрены спектрально-люминесцентные свойства растворов CCl₄–GaCl₃–Nd³⁺, кинетика образования и тушения люминесцирующих комплексов Nd³⁺. Скорость комплексообразования Nd³⁺ возрастает с увеличением соотношения [GaCl₃] : [Nd³⁺]. Ограничение времени жизни возбужденного состояния Nd³⁺ обусловлено перекрытием полосы поглощения раствора CCl₄–GaCl₃–Nd³⁺ с люминесцентной полосой 4F3/24I15/2 неодима(III) в области длин волн 1840–1870 нм.

Химическая физика. 2025;44(5):56-67
pages 56-67 views

Горение, взрыв и ударные волны

Низкоскоростная детонация в перхлорате аммония, его смесях с полиметилметакрилатом и алюминием
Храповский В.Е.
Аннотация

Исследовались закономерности возникновения и распространения низкоскоростной детонации (НСД) в перхлорате аммония и его смесях с полиметилметакрилатом и алюминием марки АСД-4 с относительной плотностью до 0.98 в прочных неразрушающихся оболочках при инициировании с закрытого торца. Показано, что добавление к перхлорату аммония полиметилметакрилата облегчает переход горения в НСД. Выявлено влияние размера частиц окислителя, диаметра заряда, структуры смесей на распространение НСД. Установлено, что воспламенение и горение алюминия в смеси 15% полиметилметакрилата +75% перхлората аммония +10% АСД-4 пористостью 2% возникает через ~6 мкс после прохождения по ней ударной волны.

Химическая физика. 2025;44(5):68-75
pages 68-75 views

ДИНАМИКА ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

Термодинамика сублимации и влияние агрегации на электронные спектры поглощения этиопорфиринов Cu-EtioP-III и VO-EtioP-III
Ерошин А.В., Жабанов Ю.А., Стужин П.А., Пахомов Г.Л.
Аннотация

В данной работе проведены сравнительные экспериментальное и теоретическое исследования двух этиопорфириновых комплексов с переходными металлами, Cu-EtioP-III и VO-EtioP-III. Эффузионным методом Кнудсена с масс-спектрометрическим контролем состава пара были определены энтальпии сублимации Cu-EtioP-III и VO-EtioP-III, которые составили 145(3) и 195(5) кДж/моль соответственно. Проведено моделирование электронных спектров поглощения вакуумно-сублимированных слоев Cu-EtioP-III с помощью расчетов методом TD-DFT для моно-, ди-, тетра- и гексамерных форм, геометрическая структура которых соответствует элементарной ячейке кристалла. Сравнение результатов с аналогичными данными для VO-EtioP-III позволяет сделать вывод о способности к образованию межмолекулярных связей при агрегации (в тонких слоях, кристаллах) у простейших природных порфириноидов.

Химическая физика. 2025;44(5):76-87
pages 76-87 views

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА НАНОМАТЕРИАЛОВ

Нанопористость полимерных мембран и соответствующих порошковых материалов по данным сорбции газов и аннигиляции позитронов
Шантарович В.П., Бекешев В.Г., Кевдина И.Б., Алентьев А.Ю.
Аннотация

На основании данных, полученных методами аннигиляции позитронов и низкотемпературной сорбции газов (N2, CO₂), обсуждаются изменения нанопористости при отливке мембран из исходного полимерного материала – порошкообразного поли-2-6-диметил-фениленоксида (PPO) различной степени кристалличности (от полностью аморфного образца до 70%). Понятие нанопористость включает микропористость и мезопористость материалов с размером пор от нескольких ангстрем до нескольких десятков нанометров. Сравнение позитронных и сорбционных данных, а также результатов по коэффициентам проницаемости кислорода для сформированных мембран позволяет заключить, что при переходе от порошка к мембране микропористость в основном сохраняется, а мезопористость исчезает.

Химическая физика. 2025;44(5):88-94
pages 88-94 views

Химическая физика атмосферных явлений

Оценка ионосферных возмущений, обусловленных метеорологическими процессами в тропосфере
Борчевкина О.П., Носиков И.А., Карпов И.В.
Аннотация

Внутренние гравитационные волны (ВГВ), распространяясь из нижней атмосферы, могут являться источником ионосферных возмущений, которые, возможно, оказывают влияние на ионосферное распространение радиоволн и работу радиотехнических систем. В статье рассматривается актуальная задача оценки отклика F2-слоя ионосферы на распространение ВГВ из области метеорологического шторма в тропосфере. Исследование осуществляется методом численного моделирования на основе решения уравнения диффузии ионосферной плазмы с учетом возмущения нейтрального ветра под действием ВГВ. Амплитуда возмущения задавалась исходя из численных расчетов глобальной самосогласованной модели термосферы, ионосферы и протоносферы с включением реалистичного источника ВГВ. Численные оценки показали, что возмущения нейтрального ветра в термосфере с периодом в несколько часов приводят к заметному уменьшению электронной плотности и увеличению высоты максимума F2-слоя в геомагнитно-спокойных условиях.

Химическая физика. 2025;44(5):95-102
pages 95-102 views