ИСТИНА

Координационные соединения щелочных элементов (ЩЭ) представляют большой фундаментальных и практический интерес, но остаются малоизученными объектами координационной химии. ЩЭ являются слабыми комплексообразователями и при синтезе их соединений протекает множество конкурирующих реакций, что затрудняет выделение и анализ продуктов. Для разработки подходов к синтезу и модифицированию строения бета-дикетонатов ЩЭ в проекте на примере бета-дикетонатов натрия и калия предлагается комплексный методологический подход, основанный на сочетании квантово-химического моделирования, синтеза и определения кристаллической структуры соединений. Среди бета-дикетонатов натрия и калия выбраны ацетилацетонаты, дипивалоилметанаты и гексафторацетилацетонаты, что позволяет изменять электронные и стерические характеристики комплексов. Для модифицирования состава и строения соединений предлагается синтетический подход, основанный на приеме разнолигандного комплексообразования. Суть подхода заключается в направленном введении в координационную сферу ЩЭ нейтральных хелатирующих донорных лигандов трех типов: ароматические диамины, алифатические полиамины и полиглимы. Оригинальность и новизна проекта состоят в том, что основные закономерности образования и строения разнолигандных бета-дикетонатов натрия и калия островного, цепочечного или каркасного типа будут установлены на основании сопоставления экспериментальных результатов по синтезу и кристаллической структуре соединений и теоретически спрогнозированного строения молекул однородно- и разнолигандных комплексов, энергии их образования и состава возможных продуктов синтеза. Соединения с островным типом кристаллической структуры представляют особый интерес и будут испытаны как летучие прекурсоры для осаждения тонких пленок ЩЭ-содержащих функциональных материалов.

Coordination compounds of alkaline elements (AE) are of high fundamental and practical interest, but they still remain only slightly studied objects. The AE form very weak complexes and during their synthesis a lot of competitive processes occur that complicate the isolation and analysis of products. So, it is essential to combine quantum chemical modeling, synthesis in inert atmosphere and X-ray crystallography to modify the properties and structure of sodium and potassium beta-diketonates.

- проведены квантово-химические расчеты молекул полиядреных бета-дикетонатов ЩЭ [M(b-dik)]m (m=1-8) и разнолигандных комплексов [M(b-dik)Qn] (n=1-3), оптимизирована геометрия молекул, рассчитаны колебательные спектры, определены относительные энергии образования соединения; - разработаны методики синтеза и выделения координационных соединений ЩЭ в неводных средах. Синтезированы и выделены в кристаллическом состоянии представители однородно- и разнолигандных координационных соединений. Будет проведен их анализ комплексом физико-химических методов и установлены условия образования и устойчивости. - выращены монокристаллы, проведен рентгеноструктурный анализ, определены структуры бета-дикетонатов ЩЭ и их разнолигандных комплексов. Будут выделены моно- и полиядерные соединения с островной, цепочечной, слоистой и каркасной структурой. Экспериментальные результаты по составу и строению соединений будут сопоставлены с теоретическими предсказаниями состава и строения наиболее устойчивых комплексов. - для соединений с островным типом кристаллической структуры будет изучена летучесть, состав газовой фазы, температурная зависимость давления пара. Летучие соединения будут испытаны в качестве прекурсоров для осаждения тонких пленок из газовой фазы.

В лаборатории химии координационных соединений Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова на проводились и проводятся многолетние исследования области координационной химии щелочно-земельных и редкоземельных элементов. В лаборатории накоплен большой опыт исследования процессов комплексообразования в растворах, синтеза, идентификации и характеристики свойств лабильных координационных соединений. Весь этот опыт будет применен для изучения координационных соединений ЩЭ. В последнее десятилетие в лаборатории активно проводились работы по синтезу тонкопленочных неорганических материалов, содержащих катионы ЩЭ (сегнетоэлектрики KNbO3, K1-xNaxNbO3, магниторезистивные материалы La1-xKxMnO3). Эти исследования неоднократно поддерживались грантами РФФИ (№04-03-32670-а, 07-03-01136-а, 10-03-00892-а). В ходе выполнения этих грантов накоплен опыт работы с координационными соединения ЩЭ в качестве летучих прекурсоров для осаждения тонких пленок методом MOCVD и сформулированы требования к таким прекурсорам. Идея и задачи данного проекта возникли в ходе выполнения предшествующих грантов РФФИ, поскольку требовалось найти летучие соединения ЩЭ для проведения MOCVD осаждения пленок функциональных материалов, а такие летучие соединения для калия и натрия не были известны. Работы по систематическому исследованию разнолигандного комплексообразования бета-дикетонатов калия и натрия уже начаты. Синтезированы разнолигандные ацетилацетонаты калия и натрия с фенантролином. Выявлены общие биядерные структурные блоки в полимерных цепочках ацетилацетонатов, сформулированы закономерности их устойчивости.