М.М. МАСЛОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ТЕРМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ МОЛЕКУЛЫ МЕТИЛКУБЕЙНА C9H10 Представлены результаты теоретического исследования динамики и распада молекулы метилкубейна C9H10 при различных температурах. Метилкубейн C9H10 – производный от кубейна C8H8 [1] кластер, в котором один из атомов водорода замещен на метил-группу (CH3), кубическая структура кластера при этом сохраняется (рис. 1). Использование кубейна в качестве топлива является затруднительным, т. к. при комнатной температуре кластеры кубейна образуют молекулярный кристалл, по аналогии с фуллеритом на основе кластеров C60. Метилкубейн, напротив, при комнатной температуре является жидкостью, поэтому его использование в качестве экологически чистого жидкого топлива представляет огромный интерес. Для исследования энергетических и структурных характеристик метилкубейна, а также каналов распада молекулы C9H10 использовался модифицированный неортогональный потенциал сильной связи, предложенный в работе [2]. Рассчитанная нами величина энергии связи метилкубейна C9H10, в расчете на атом, составила Eb = 4.37 eV/atom. Рис. 1. Молекулярная структура метилкубейна C9H10. Большие кружки – атомы углерода, маленькие кружки – атомы водорода В настоящей работе детально исследованы возможные каналы распада молекулы метилкубейна C9H10 и ее динамика при различных температурах. Для исследования термической устойчивости метилкубейна C9H10 мы выполнили численное моделирование его динамики при различных начальных температурах и фиксированной полной энергии. В качестве окончательных продуктов мы наблюдали изомер C9H10 – молекулу метилциклооктатетраена, а также совокупности молекул: {бензол C6H6 и пропин C3H4} или {толуол C7H8 и ацетилен C2H2}, что подтверждается экспериментально [3]. Для определения энергии активации Ea процесса распада мы проанализировали температурную зависимость времени жизни τ кластера метилкубейна, используя формулу Аррениуса. На рис. 2 представлена расчетная зависимость логарифма τ от обратной начальной температуры. -20 -22 ln() -24 -26 -28 -30 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008 1/Tini Рис. 2. Зависимость логарифма времени жизни (в секундах) метилкубейна до момента распада от обратной начальной температуры (в Кельвинах) Определенная нами величина энергии активации распада метилкубейна C9H10 составила Ea ≈ 1.4 eV. Работа выполнена в рамках проекта «НОЦ фундаментальных исследований материи в экстремальных состояниях». Список литературы 1. Eaton P.E., Cole T.W., Jr. The Cubane System // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. P. 962 – 964. 2. Подливаев А.И., Маслов М.М., Опенов Л.А. Неортогональный метод сильной связи для углеводородных соединений // Инженерная физика. 2007. № 5. С. 42 – 49. 3. Li Z., Anderson S.L. Pyrolysis Chemistry of Cubane and Methylcubane: The Effect of Methyl Substitution on Stability and Product Branching // J. Phys. Chem. A. 2003. V. 107. P. 1162 – 1174.