Библиографическое описание:

Аббасов З. С., Томаева К. Г. Применение топологических индексов в изучении структурно-свойственных связей в химических соединениях // Молодой ученый. — 2015. — №14. — С. 25-28.

Предложен новый подход к методике расчета теоретико-информационных индексов, учитывающий радиус атомов. Данная методика позволит использовать эти индексы в изучении зависимости «структура-свойство», для которых применение ранее известной методики расчета теоретико-информационных индексов не дает положительных результатов.

Ключевые слова: модифицированные теоретико-информационных индексы, алкилгалогенидов, корреляция, топологический индекс.

 

The new approach to a method of calculation teoretiko-information indexes considering the radius of atoms is offered. This technique will allow to use these indexes in dependence studying «structure property» for which application of earlier known method of calculation of teoretiko-information indexes doesn't yield positive results.

Key words: the indexes modified teoretiko-information, alkilgalogenid, correlation, a topological index.

 

Известно, что определение физико-химических свойства неорганических и органических соединений проводится посредством лабораторных опытов. Организация среды для проведения некоторых опытов и контроль над протеканием реакции создает определенные трудности. Примером этому можно указать выражение какого-либо физического параметра определенного вещества различными значениями. Например, температура кипения некоторых образцов химических соединений R-At (алкиластатов) в различной литературе представлена разными значениями. Необходимо отметить, что химические соединения обладают стабильной температурой кипения.

Исследования, проведенные с целью решения данной проблемы, дали положительные результаты. Так, впервые стало возможным определение точного значения какого-либо параметра, выраженного различными значениями при помощи модифицированных топологических индексов. В качестве примера этому можно указать нахождение точных численных значений химических соединений C2H5At, C3H7At, n-C4H9At, n-C5H11,At, n-C6H13At, температура кипения которых представлена различными значениями.

Модифицированная формула, полученная путем применения радиусов атомов к топологическим индексам симметрии окрестностей, обладает широкими возможностями. Формула представлена ниже.

                                                                              (1)

                                                                                                               (2)

                                                                                                     (3)

где n — число вершин графа, равное , ni — количество вершин в подмножестве i, Ri — радиус атома.

Температура кипения и новые топологические индексы некоторых алкилгалогенидов представлены в первой и второй таблице соответственно.

Таблица 1

Формула

Температура кипения оС

CH3 F

- 78,6

CH3 Cl

- 24,22

CH3 Br

3,56

CH3 J

42,5

C2H5 F

- 37,7

C2H5 Cl

12,2

C2H5 Br

38

C2H5 J

72,2

C3H7 F

- 3,2

C3H7 Cl

47,2

C3H7 Br

70,9

C3H7 J

102,4

C4H9 F

32

C4H9 Cl

78

C4H9 Br

101,6

C4H9 J

131


Таблица 2

Формула

CH3F

0,0889

0,4443

2,233

0,0889

0,4443

2,233

0,0889

0,4443

2,233

CH3Cl

0,1051

0,52565

2,2168

0,1051

0,52565

2,2168

0,1051

0,52565

2,2168

CH3Br

0,1121

0,5605

2,2098

0,1121

0,5605

2,2098

0,1121

0,5605

2,2098

CH3J

0,1209

0,6046

2,201

0,1209

0,6046

2,201

0,1209

0,6046

2,201

CH3At

0,126

0,63015

2,1959

0,126

0,63015

2,1959

0,126

0,63015

2,1959

C2H5F

0,085

0,6797

2,915

0,1042

0,8337

2,8958

0,1364

1,091

2,8636

C2H5Cl

0,0981

0,7847

2,9019

0,1173

0,9387

2,8827

0,1495

1,196

2,8505

C2H5Br

0,1037

0,8297

2,8963

0,123

0,9837

2,877

0,1551

1,241

2,8449

C2H5J

0,1108

0,8867

2,8892

0,1301

1,0407

2,8699

0,1622

1,298

2,83775

C2H5At

0,11496

0,91968

2,885

0,1342

1,0737

2,8658

0,1664

1,331

2,8336

C3H7F

0,0815

0,8963

3,3779

0,1148

1,2624

3,3447

0,1673

1,84

3,2922

C3H7Cl

0,0925

1,0174

3,3669

0,1258

1,3835

3,33365

0,1783

1,961

3,28115

 C3H7Br

0,0972

1,0693

3,3622

0,1305

1,4354

3,3289

0,183

2,013

3,2764

C3H7J

0,1032

1,135

3,3562

0,1365

1,50115

3,323

0,189

2,0787

3,2705

C3H7At

0,1066

1,17308

3,3528

0,1399

1,5392

3,3195

0,1924

2,1167

3,267

C4H9F

0,0789

1,1043

3,7285

0,1119

1,5663

3,6955

0,175

2,4504

3,6323

C4H9Cl

0,0884

1,2376

3,719

0,1214

1,6996

3,686

0,1845

2,5836

3,6228

C4H9Br

0,0925

1,2947

3,715

0,1255

1,7567

3,6819

0,1886

2,6408

3,6187

C4H9J

0,09765

1,3671

3,7097

0,13065

1,8291

3,6767

0,1938

2,7132

3,61355

C4H9At

0,1006

1,40896

3,7067

0,1336

1,871

3,6737

0,1968

2,755

3,61057

C5H11F

0,0769

1,30747

4,01055

0,10795

1,8352

3,9795

0,1787

3,0382

3,9087

C5H11Cl

0,0853

1,4505

4,0021

0,11637

1,97827

3,9711

0,1871

3,18129

3,9003

C5H11Br

0,0889

1,5118

3,9985

0,11998

2,0396

3,9675

0,1907

3,2426

3,8967

C5H11J

0,0935

1,5895

3,99396

0,1245

2,1172

3,9629

0,1953

3,32026

3,89215

C5H11At

0,0961

1,63446

3,9913

0,1272

2,1622

3,96027

0,19795

3,3652

3,8895

C6H13At

0,09265

1,853

4,22928

0,12156

2,4313

4,20036

0,19064

3,81288

4,13128


Рассмотрим применение структурно-свойственных связей с использованием корреляции, выражающей зависимость между свойствами химических соединений и топологическими индексами.

Рис. 1. Корреляция зависимости температуры кипения с топологическим индексом  соединений C2H5Cl (I), C2H5Br (II), C2H5J (III), C2H5At (VI)

 

Применив топологический индекс  вещества C2H5At, температура кипения которого представлена различными значениями, к графику, построенному между топологическим индексом  и точной температурой кипения соединений C2H5Cl, C2H5Br, C2H5J, можно получить более точный результат.

Необходимо отметить, корреляционные графики в статье представлены в уменьшенном масштабе 1:7.

Рис. 2. Корреляция, выражающая температуры кипения с топологическим индексом соединений C3H7Cl (I), C3H7Br (II), C3H7J (III), C3H7At (VI)

 

Определяется, что температура кипения вещества C3H7At при применении корреляции равна 122 оС.

Выявление температуры кипения соединений C5H11At и C6H13At при применении корреляции, построенной топологическими индексами алкиластатов, представлен ниже.

Рис.3 Корреляция зависимости температуры кипения с топологическим индексом  соединений C2H5At (I), C3H7At (II), C4H9At (III), C5H11At (IV), C6H13At (V)

 

Из графика корреляции становиться ясно, что температуры кипения химических соединений C5H11At (IV), C6H13At (V) равны соответственно 173,2 оС и 197,6 оС.

Температура кипения алкиластатов, вычисленных при помощи модифицированных топологических индексов, представлены в следующей таблице.

Таблица 3

R — At

Темпратура кипения оС

C2H5At

94,1 (± 0,5)

C3H7At

122 (± 0,5)

C4H9At

148,3 (± 0,5)

C5H11At

173,2 (± 0,5)

C6H13At

197,6 (± 0,5)

 

Таким образом, точное значение какого-либо параметра химических соединений, выраженного различными значениями, можно вычислить посредством модифицированной формулы топологического индекса симметрии окрестностей.

 

Литература:

 

1.                  «Химические приложения топологии и теории графов», Под. ред. Кинга Р. М. «МИР», 1987, ст. 206–216.

2.                  Салахов М. С., Гречкина О. Т., Багманов Б. Т., Аббасов З. С. Модифицированные теоретико-информационные индексы в установлении зависимости «структура-растворимость» фуллерена С60 в ароматических растворителях, «Молодой ученый», № 12, 2014, часть IV, ст. 351–355.

3.                  Аббасов З. С., Модифицированные теоретико-информационные индексы в решении задачи «структура-свойство», «Современные научные исследования и инновации», № 8 (40) часть I, август 2014, ст. 42–47.

4.                  Аббасов З. С., «Новый подход к методике расчета теоретико-информационных индексов молекул, с учетом радиусов атомов», «Молодой ученый», 18, 2014, часть II, ст. 111–115.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle