Теоретическое исследование взаимодействия аниона 1-карбоксиметил-5-меркаптотетразолия с малыми кластерами серебра

Abstract

Методом теории функционала плотности DFT проведено теоретическое исследование геометрических и энергетических характеристик кластеров Ag4 и Ag6, стабилизированных анионами 1-карбоксиметил-5-меркаптотетразолия (КМТ) в водной среде. Показано, что устойчивость частиц серебра, стабилизированных КМТ, определяется не только расположением молекул лиганда относительно кластера, но и характером взаимодействия между молекулами КМТ в оболочке вокруг кластера. Выявлены два основных типа взаимодействия между лигандами. Первый приводит к образованию на поверхности серебра димеров КМТ, где карбоксильные группы соседних молекул образуют друг с другом две водородные связи. Второй соответствует цепочкам из КМТ на поверхности частицы серебра. В данном случае карбоксильная группа одной молекулы КМТ образует водородную связь с атомом азота N3 цикла другой молекулы. Показано, что второй тип взаимодействий является наиболее предпочтительным для наночастиц серебра. Установлено, что наиболее устойчивым структурам соответствует такая ориентация КМТ относительно частицы серебра, при которой атомы серебра находятся в областях минимумов молекулярного электростатического потенциала лиганда. = Theoretical investigation of geometry and energetic characteristics of clusters Ag4 and Ag6 stabilized by anions of 1-carboxymethyl-5-mercaptotetrazolium (CMT) in water solution has been carried out within Density Functional Theory. It is shown that the stability of silver particles stabilized by the CMT, is determined not only the location of ligand molecules respect to the cluster, but also the nature of the interaction between the molecules of the CMT in the shell around the cluster. Two main types of interaction between the ligands have been found. The first leads to the formation on the silver surface dimers of CMT where carboxyl groups of neighboring molecules form two hydrogen bonds with each other. The second one corresponds to the chains of CMT on the surface of silver particle. In this case, the carboxyl group of one molecule of CMT forms a hydrogen bond with the nitrogen atom N3 of another molecule. It has been shown that the second type of the interaction is the most preferable in the case of silver nanoparticles. It has been found that the most stable structures are characterized by the orientation of the CMT relatively silver particle, in which the silver atoms located in the minima of molecular electrostatic potential of ligand.