Кафедра физической химии
Лаборатория молекулярной спектроскопии

Исследование строения и динамики многоатомных, в том числе конформационно нежестких, молекул в основном и возбужденных электронных состояниях экспериментальными методами молекулярной спектроскопии и расчетными методами квантовой химии и квантовой механики

Объекты исследования – широкий круг органических и элементоорганических соединений; фуллерены и их замещенные производные; комплексные соединения; в последние годы – биологически активные вещества.

Экспериментальные методы: колебательная спектроскопия соединений в разных агрегатных состояниях, электронно-колебательная спектроскопия поглощения в газовой фазе с большой длиной хода света (до 200 м), а также спектроскопия возбуждения флуоресценции молекул, охлажденных в сверхзвуковых струях инертных газов.

Для выполнения теоретических расчетов применяются современные квантовохимические методы расчета, включая методы теории функционала плотности. Для расчетов молекул в возбужденных электронных состояниях используются многоконфигурационные методы высокого уровня. Применяются методы решения колебательных задач в гармоническом и ангармоническом приближениях, в том числе – решение обратных задач колебательной спектроскопии на основе теории регуляризации некорректно поставленных задач.

в.н.с. Годунов И.А., в.н.с. Курамшина Г.М., в.н.с. Батаев В.А., доц. Сенявин В.М.,
доц. Матвеев В.К., с.н.с. Королева Л.А.,  н.с. Яковлев Н.Н., н.с. Давыдова И.Б., 
м.н.с. Корнейчук А.Я., асп. Терентьев Р.В.

Квантово-механический анализ строения и колебательных спектров органических и элементоорганических соединений. Анализ колебательных спектров молекул в возбужденных электронных состояниях

Изучается строение и колебательные спектры органических и элементоорганических (Si, Ge, Sn, Pb) соединений, поворотная изомерия диеновых соединений и олигоенов. Используются методы построения потенциальных функций внутреннего вращения, квантово-механических расчётов структуры и силовых полей молекул, методы коррекции квантово-механических силовых полей.

Впервые предложен и использован аналог матрицы Душинского и экспериментальные и теоретические изотопологи для соотнесения колебательных спектров молекул в основном и в нижних триплетном и синглетном возбужденных электронных состояниях (например, транс-оксалилфторида С2О2F2).

с.н.с. Панченко Ю.Н.

Изучение динамики элементарных процессов в природных и искусственных фотосинтетических устройствах

Группа изучает динамику сверхбыстрых процессов переноса энергии и заряда между хромофорами (например, бактериохлорофиллами) в фотосинтетических комплексах – фотоантеннах и реакционных центрах бактерий. Особенности этих систем – высокая эффективность процессов переноса и наличие диссипативной среды, роль которой выполняет белковое окружение. Для описания процессов переноса и поиска связей «структура-свойство» численно решаются уравнения квантовой диссипативной динамики, параметры которых определяются методами квантовой химии, исходя из реальной структуры хромофоров и их окружения.

проф. Еремин В.В., доц. Глебов И.О., с.н.с. Белов А.С.,
н.с. Поддубный В.В., асп. Хохлов Д.В., асп. Козлов М.И.
Сайт научной группы: http://quantumbiodynamics.com/ru

Разработка и применение теоретических подходов для прогнозирования адсорбционных и каталитических свойств кластеров переходных металлов

Методами квантовой химии проводятся исследования взаимодействия различных соединений (кислорода, водорода, углеводородов, тиолов) с кластерами переходных металлов и моделирование каталитических реакций с их участием.

доц. Пичугина Д.А., проф. Кузьменко Н.Е.,
асп. Голосная М.Н., асп. Никитина Н.А.

Теоретические исследования в области термохимии

На основе квантово-химических расчетов проводится прогнозирование термохимических свойств (энтальпии образования, энтальпии сублимации и испарения) органических соединений.

в.н.с. Дорофеева О.В., доц. Рыжова О.Н., с.н.с. Филимонова М.А.

Прецизионное описание энергетических, радиационных, магнитных и электрических свойств высоковозбужденных электронно-колебательно-вращательных состояний малых молекул с учетом неадиабатического взаимодействия

Проводится предсказание свойств неадиабатически связанных молекулярных состояний на экспериментальном уровне точности в максимально широкой области энергий возбуждения.

доц. Пазюк Е.А., асп. Козлов С.В., асп. Терашкевич В.А.

Современные тенденции развития химического образования

Исследуются проблемы фундаментальности химического образования, возникающие на всех этапах перехода «школьник – абитуриент – студент университета – специалист». значение привлечения и отбора достойных абитуриентов. Предметные олимпиады школьников различного уровня рассматриваются как форма работы по привлечению старшеклассников к изучению химии, а также как траектория поступления в вузы, альтернативная по отношению к ЕГЭ. С современными инструментами отбора в вузы связан спектр проблем: изменение во времени формы проведения вступительных испытаний, составление сбалансированных комплектов заданий.

Направления исследований результатов вступительных экзаменов и олимпиад: сопоставление результатов вступительных испытаний по химии с баллами ЕГЭ по химии; установление соответствия сложности заданий уровню подготовленности абитуриентов; степень насыщения заданий экзаменов и олимпиад по химии математической составляющей; исследование географического аспекта формирования студенческого контингента.

проф. Кузьменко Н.Е., проф. Еремин В.В., доц. Рыжова О.Н., асп. Кряжева И.Ю.