Химия как музыка. Бучаченко А.Л.

Кафедра химической кинетики
Заведующий - академик РАН Бучаченко А.Л.
Всего сотрудников
53
Научно-педагогический состав
Профессорскопреподавательский состав
Доктора наук
46
Кандидаты наук
24
Заслуженные деятели науки РФ
2
2002-2006 г.г.
Защиты
Докторские
2
Кандидатские 8
5
11
Аспиранты
Студенты
15
16
25% сотрудников кафедры –
20%
18%
молодые ученые
16%
14%
ГРАНТЫ
12%
10%
РФФИ, Правительства
Москвы, Фонда Бортника,
INTAS, NATO, ISTC
8%
6%
4%
2%
>75
73-75
70-72
67-69
64-66
58-60
55-57
52-54
49-51
46-48
43-45
40-42
37-39
34-36
31-33
28-30
25-27
22-24
0%
БАЗОВЫЕ КУРСЫ
Практическая химическая кинетика
Теория элементарных реакций в газе
доц. И.А. Леенсон
проф.С.Я. Уманский
Макрокинетика
проф.А.Х. Воробьев
Кинетика диффузионно-контролируемых реакций
Теория элементарных реакций в конденсированной фазе
СПЕЦИАЛЬНЫЕ КУРСЫ
Физика химических реакций
акад. А.Л. Бучаченко
Спектроскопия и химия одиночных молекул
Фемтохимия
Когерентная химия
Спиновая химия
Химия в экстремальных условиях
Время в химии: кинетика и динамика
Нанохимия
проф. Г.Б. Сергеев
Фотохимия
проф. М.Г.Кузьмин
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ и МОНОГРАФИИ
•
•
Теория элементарного акта химического превращения в газе.
Уманский С.Я. М.: Хим.фак. МГУ, 2000
Лекции по теории элементарного акта химических реакций в
конденсированной фазе. Воробьев А.Х. М.: Хим.фак. МГУ, 2000
•
Колебания и волны в гетерогенно-каталитических реакциях на платине Учебный фильм, 2002, http://www.chem.msu.su/rus/program/integration/waves/
•
•
•
Диффузионные задачи в химической кинетике. Воробьев А.Х. М.: Изд.МГУ, 2003
Химическая кинетика в задачах с решениями.
Мельников М.Я., Фок Н.В. 2003, М. Хим.фак. МГУ, ч.1-4
Химическая кинетика в задачах с решениями. Кинетика фотохимических
процессов.
Мельников М.Я., Воробьев А.Х., Иванов В.Л., Ужинов Б.М. 2004, М. Хим.фак. МГУ,
ч.5
•
Химия как музыка. Бучаченко А.Л., 2004, Изд. «Нобелистика»
•
Нанохимия. Сергеев Г.Б., 2003, Изд. МГУ
•
Новая изотопия в химии и биохимии. Бучаченко А.Л., 2006, Изд. Наука
•
Нанохимия. Учебное пособие. Сергеев Г.Б., 2006, М. УНИВЕРСИТЕТ. Книжный
дом.
•
Nanochemistry. G.B. Sergeev . Elsevier. 2006.
Премия
Президента
РФ в области образования
А.Х. Воробьёв, С. Я. Уманский, Н.Ф. Степанов, В.И.
Цирлина, О.А. Петрий, Б.Б. Дамаскин, А. Л. Бучаченко
Пупышев, Г.А.
КОНФЕРЕНЦИИ
•
Всероссийская школа-конференция молодых ученых
по химической кинетике
2006 - XXIV
• Международный симпозиум
«Современная химическая физика»
2006 - XVIII
• Всероссийская
конференция-школа «Высокореакционные
интермедиаты химических реакций»
2006 - I
•
Международная конференция
«Highly Organized Catalytic Systems»
2002, 2004
Приоритетное направление кафедры:
Кинетика и механизм фотохимических, криохимических и
каталитических процессов и создание новых материалов и
технологий на базе молекулярно-организованных систем
B лабораториях кафедры ведутся исследования по темам:
Кинетика и механизмы фотохимических процессов в гомогенных и
организованных системах
Зав.лаб. проф. Кузьмин М.Г.
Кластерный
и
металлокомплексный
углеводородов и их галогенпроизводных
катализ
Зав.лаб. проф.Смирнов В.В.
Кинетика и механизм твердофазных фотохимических и
гетерогенно-каталитических процессов
Зав.лаб. проф. Мельников М.Я.
Криохимия атомов, кластеров, комплексов и наночастиц
металлов и биметаллов
Зав.лаб. проф. Сергеев Г.Б.
Фотоника лазерных активных сред
Зав.лаб. проф. Ужинов Б.М.
реакций
Лаборатория фотохимии
0,4
0
‡
Энергия
0,3 kQ = kDiff/(1+kET/ksep)  kDiff/[1+(k /kSep)exp(-G /RT)]
Переходное состояние по Маркусу
‡
2
0,2 G = ( + GET) /4
 = 0.4 - 1.5 эВ
0,1
0,0
-0,1
Реорганизация среды согласованная с переносом
заряда: kQ = 1/[1/k1 + '0 exp(GEx/RT)]
2
2 1/2
GEx = (GET + b)/2  [(GET + b) /4 + VAD ]
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Координата реакции (реорганизация среды)
Степень переноса заряда
Открыт принципиально новый
механизм реакций переноса
электрона, позволяющий
существенно понизить
энергию активации и
повысить скорость реакции.
Экспериментально и
теоретически показано, что
смещение электронной
плотности от донора к
акцептору происходит
согласованно и одновременно
с реорганизацией среды и
реагентов.
Благодаря этому появляются
новые возможности
целенаправленного
управления реакциями
переноса электрона,
играющими ключевую роль в
нанохимии, молекулярной
электронике и биохимических
процессах.
0,0
1,0
0,5
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Потенциальная поверхность для классического (Маркуса) и
конкатенативного механизмов переноса электрона
300
Механизм
Маркуса

30
30
Конк
а т ен
атив
ный
меха
Экси
низм
плек
с
25
Ре о р
0
A+ D
25
20
15
10
20
гани
15
заци
10
я сре
ды
5
5
т оя н
ие
A D
Расс

100
Энергия
200
Магнитный эффект на ядрах 117,119Sn
фракционирует изотопы олова
Naphthyl  CH2Sn(CH3)3
h
117, 119
[Naphthyl  CH2
Sn

Sn(CH3)3]T
118, 120
Sn
(CH3)3Sn  Sn(CH3)3
Buchachenko A.L., Ivanov V.L., Roznyatovsky V.A., Ustynyuk Y.A.
J. Phys. Chem. 2006. V.110. №11. p.3857
Лаборатория кинетики гомогенно-каталитических реакций
Электростатическое взаимодействие в
ансамбле металлокластеров повышает
активность на 3 порядка!
100000
Активность, моль P / моль М х ч
Открыт новый размерный
эффект в катализе
нанодисперсными
металлами – сильная
зависимость каталитической
активности от геометрии и
взаимного расположения
нанокластеров на
поверхности.
С использованием этого
эффекта разработаны новые
высокоэффективные
каталитические системы для
практически важных
процессов
гидродехлорирования,
гидрирования и
изомеризации
углеводородов.
полимер
10000
SiO2
1000
100
10
1
кластеры и
комплексы
наночастицы
ансамбли
наночастиц
пленки и
нанесенные
катализаторы
массивные
катализаторы
Лаборатория химии низких температур
Получены новые
газочувствительные
наносистемы.
Показано, что
изменение условий
криоформирования
позволяет управлять
наноструктурой и N
сенсорными
свойствами
Pb
Al2O3, SiO2
1
2
 80 K
>1014 Ом
3
осаждение
4
2(ж)
К
насосу
 80 K
~ 1010 Ом
нагрев
увеличение потока атомов
~200 K
~ 104 Ом
нагрев
> 200 K
O2
Нечувствит. система
Чувствит. система
300 K
> 1014 Ом
Лаборатория фотоники лазерных сред
Установлены закономерности
структурной релаксации
возбужденных N-протонированных и
алкилированных катионов лазерных
красителей и N-антрилзамещенных
пиридиниевых катионов. Построена
модель структурной релаксации
возбужденной системы с различной
эффективностью флуоресценции из
промежуточных состояний.
Показано, что внутримолекулярный
фотоперенос протона (ВФПП) в
аминобензотиазолилхинолинах и
аминобензоксазинонах
осуществляется при возбуждении
конформеров с внутримолекулярной
водородной связью, существующих в
основном электронном состоянии, с
высокой скоростью (k>1011 c-1) с
квантовым выходом, равным 1.
Iнорм.
10 нс
12
10
8
6
1 нс
4
2
0
390
420
450
480
510
540
570
, нм
Время-разрешенные спектры флуоресценции
10-(1-антрил)-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидроакридиния
в этаноле при 152 K.
Интервал времени после возбуждения 1 - 10 нс.
«Квазидвумерная» динамика радикалов,
привитых к активированной
поверхности lnD
16
15
вакуум
14
13
0,004
0,005
lnD
Радикалы, привитые к поверхности SiO2 новые спиновые зонды, чувствительные
к процессам адсорбции
Лаборатория химической кинетики
0,007
0,008
0,007
0,008
-1
1/T, K
16
адсорбция
СО2
0,006
15
14
13
0,004
0,005
0,006
-1
1/T, K
Новый тип структурной реорганизации в возбужденном
состоянии и новые элементы для построения
супрамолекулярных систем
S
Донор 2
h N
M
Донор 1
S
Акцептор 1
Акцептор 2
N
Хромофор
Увеличение времени жизни
<100 пс  250 нс
Перенос заряда в ДНК
Донор eR
R
S
e Pt
S
N
N
Акцептор e-
R+
N
N
N
Новая интеркалируемая
Pt(II) метка
Ковалентносвязанная
O O
метка NC
P
N
N
+