Воздействие лазерного излучения на перхлорат (1,5-диаминотетразоло–N2) пентаамминкобальта (III)

Effect of laser radiation on perchlorate (1,5-diaminotetrazole–N2) pentaamminecobalt (III)

Тверьянович А.С. Аверьянов А.О. Илюшин М.А. Тверьянович Ю.С. Смирнов А.В.

04.12.2015 2108

№ 12 (19)

03. Органическая химия

Цитировать:

Воздействие лазерного излучения на перхлорат (1,5-диаминотетразоло–N2) пентаамминкобальта (III) // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Тверьянович А.С. [и др.]. 2015. № 12 (19). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/2806 (дата обращения: 19.04.2024).

Прочитать статью:

Keywords: energetic materials, laser induced dissociation, Infrared Spectroscopy

АННОТАЦИЯ

При выборе лазерных источников для «зеленых» технологий проведения буровзрывных работ важно знание требований к данным источникам, а также знание химического поведения энергонасыщенных веществ под воздействием когерентного излучения. В работе исследован энергонасыщенный комплекс кобальта – перхлорат (1,5-диаминотетразоло–N²) пентаамминкобальта(III). Изучены его спектры оптического поглощения с целью определения спектрального положения полос поглощения, связанных с переносом заряда металл – лиганд и d-d переходами. Показано, что наблюдаются два d-d перехода: ¹A_1g®¹T_1g в области 466 нм и ¹A_1g®¹T_2g в области 310 нм, что свидетельствует, что данное соединение является низкоспиновым октаэдрическим комплексом, причем наиболее вероятным местом координации шестого лиганда является атом – N²тетразольного цикла. Изучено взаимодействие водного раствора комплекса с лазерным излучением с длиной волны 355 нм, резонансным по энергии с одним из d-d переходов. Проведена идентификация ИК-спектров исходного комплекса и продуктов его разложения под действием лазерного излучения. Полученные данные позволяют говорить о разложении перхлорат (1,5-диаминотетразоло–N²) пентаамминкобальта(III) под действием лазерного излучения с длиной волны 355 нм с образованием [–NO₂] групп в составе неизвестных соединений.

ABSTRACT

For selection of laser sources for the “green” wellboring and blasting technologies it is important to know the requirements for this sources and chemical behavior of energetic compounds under coherent radiation. Energetic complex of cobalt namely perchlorate (1,5-diaminotetrazole–N²) pentaamminecobalt(III) has been investigated. Optical absorption spectra have been studied for definition of spectral position of bands due to charge transfer metal – ligand and d-d transitions. It has been found two d-d transitions: ¹A_1g®¹T_1g placed about 466 nm and¹A_1g®¹T_2g placed about 310 nm. That means that this compound is low spin octahedral complex and most probable place of coordination of the six ligand is N² atom of tetrazole cycle. Interaction of water solution of the complex with laser radiation with wavelength 355 nm which is in resonance with one of d-d transitions has been investigated. IR spectra of source complex and products of its dissociation under laser irradiation have been identified. The received data testify that dissociation of perchlorate (1,5-diaminotetrazole–N²) pentaamminecobalt(III) under laser radiation with wavelength 355 nm leads to formation of [–NO₂] groups in composition of unknown compounds.

Список литературы:

1. Илюшин М.А., Судариков А.М., Целинский И.В. и др. Металлокомплексы в высокоэнергетических композициях (монография) / под ред. И.В. Целинского.  СПб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2010.  188 с.

2. Илюшин М.А., Целинский И.В., Котомин А.А. и др. Энергонасыщенные вещества для средств инициирования (учебное пособие). – СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2013.  176 с.
3. Илюшин М.А., Целинский И.В., Судариков А.М. и др. Разработка компонентов высокоэнергетических композиций (Монография) / под ред. И.В. Целинского. – СПб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2006.  150 с.
4. Целинский И.В, Шугалей И.В., Лукогорская С.А. Цепные процессы в органической химии и биологии // Российский Химический Журнал. 2001.  T. 45, № 2.  С. 35–45.
5. Bala R., Sharma R.P., Sharma U.et al. Hexaamminecobalt(III) complexes as multiple hydrogen bond donors: Synthesis, characterization and X-ray structural study of mixed anion complexes [Co(NH3)6]Br2(BF4) and [Co(NH3)6]Cl2(HC2O4)•H2O // J. of Molecular Structure. – 2007. – № 832. –P. 156–163.
6. Ingier-Stocka E., Maciejewski M. Thermal decomposition of [Co(NH3)6]2(C2O4)3•4H2O: I. Identification of the solid products // Thermochimica Acta. – 2000. – № 354. – P. 45–57.
7. Klapotke T.M., Sabate C.M. Safe 5-nitrotetrazolate anion transfer reagents // Dalton Trans. – 2009. – P. 1835–1841.
8. Kloprogge J.Th., Wharton D., Hickey L. et al Infrared and Raman study of interlayer anions CO32−, NO3−, SO42− and ClO4− in Mg/Al-hydrotalcite // American Mineralogist. – 2002. – № 87 (5–6). – P. 623–629.
9. Larkin P. Infrared and Raman Spectroscopy; Principles and Spectral Interpretation, Burlington: Elsevier Science, 2011.
10. Mikuli E., Migdal-Mikuli A., Gorska N. et al. Phase transition and molecular motions in [Co(NH3)6](ClO4)3 studied by differential scanning calorimetry and infrared spectroscopy // J. of Molecular Structure. 2003. – № 651–653. – P. 519–524.
11. Riordan A.R., Jansma A., Fleischman S. et al. Spectrochemical Series of Cobalt(III). An Experiment for High School through College // Chem. Educator. – 2005. – № 10. – P. 115–119.
12. Smirnov A.V., Ilyushin M.A., Tselinskii I.V., Synthesis of Cobalt(III) Ammine Complexes as Explosives for Safe Priming Charges // Russian Journal of Applied Chemistry, – 2004. – vol. 77, № 5. – P. 794–796.
13. Sharma R.P., Bala R., Sharma R.et al. Second-sphere coordination in anion binding: Synthesis and characterization of hexaamminecobalt(III) salts [Co(NH3)6](L)3•3H2O and [Co(NH3)6]Cl(L)2, L=(CH3)3C6H2SO3 and X-ray structure determination of [Co(NH3)6]Cl(L)2 // J. of Molecular Structure. – 2006. – № 784. – P. 117–123.
14. Thomas S., Biswas N., Venkateswaran S. et al. Studies on Adsorption of 5-Amino Tetrazole on Silver Nanoparticles by SERS and DFT Calculations // J. Phys. Chem. A. – 2005. – № 109. – P. 9928–9934.
15. Tver’yanovich A.S., Aver’yanov A.O., Ilyshin M.A. et al., Decomposition of Cobalt(III) Nitrotetrazolatoamminates under the Action of Laser Light // Russian Journal of Applied Chemistry, – 2015. – vol. 88, № 2. – P. 221–226.
16. Zhilin A.Yu., Ilyushin M.A., Tselinskii I.V. et al., Complex Energetic Perchlorates of Cobalt(III) Amminates, with Cyclopentamethylenetetrazole as Ligand // Russian Journal of Applied Chemistry, – 2005. – vol. 78, № 2. – P.188–192.

References:

1. Iliushin M.A., Sudarikov A.M., Tselinskii I.V. Metallic complexes in high-energy materials. St. Petersburg, LGU im A.S. Pushkina Publ., 2010, 188 p. (In Russian).

2. Iliushin M.A., Tselinskii I.V., Kotomin A.A. High power substances for arsenal of initiation. St. Petersburg, SPbGTI(TU) Publ., 2013, 176 p. (In Russian).
3. Iliushin M.A., Tselinskii I.V., Sudarikov A.M. Developing of components for high-energetic materials. St. Petersburg, LGU im A.S. Pushkina Publ., 2006, 150 p. (In Russian).
4. Tselinskii I.V., Shugaley I.V., Lukogorskaya S.A. Chain processes in organic chemistry and biology // Rossiyskiy himicheskiy zhurnal [Russian Chemical Journal], 2001, vol. 45, no. 2, pp. 35–45 (In Russian).
5. Bala R., Sharma R.P., Sharma U.et al. Hexaamminecobalt(III) complexes as multiple hydrogen bond donors: Synthesis, characterization and X-ray structural study of mixed anion complexes [Co(NH3)6]Br2(BF4) and [Co(NH3)6]Cl2(HC2O4)•H2O. J. of Molecular Structure, 2007, no. 832, pp. 156–163.
6. Ingier-Stocka E., Maciejewski M. Thermal decomposition of [Co(NH3)6]2(C2O4)3•4H2O: I. Identification of the solid products. Thermochimica Acta, 2000, no. 354, pp. 45–57.
7. Klapotke T.M., Sabate C.M. Safe 5-nitrotetrazolate anion transfer reagents. Dalton Trans, 2009, pp. 1835–1841.
8. Kloprogge J.Th., Wharton D., Hickey L. et al. Infrared and Raman study of interlayer anions CO32−, NO3−, SO42− and ClO4− in Mg/Al-hydrotalcite. American Mineralogist, 2002, no. 87 (5–6), pp. 623–629.
9. Larkin P. Infrared and Raman Spectroscopy; Principles and Spectral Interpretation, Burlington: Elsevier Science, 2011.
10. Mikuli E., Migdal-Mikuli A., Gorska N. et al. Phase transition and molecular motions in [Co(NH3)6](ClO4)3 studied by differential scanning calorimetry and infrared spectroscopy. J. of Molecular Structure, 2003, no. 651–653, pp. 519–524.
11. Riordan A.R., Jansma A., Fleischman S.et al. Spectrochemical Series of Cobalt(III). An Experiment for High School through College. Chem. Educator, 2005, no. 10, pp. 115–119.
12. Smirnov A.V., Ilyushin M.A., Tselinskii I.V. Synthesis of Cobalt(III) Ammine Complexes as Explosives for Safe Priming Charges. Russian Journal of Applied Chemistry, 2004, vol. 77, no. 5, pp. 794–796.
13. Sharma R.P., Bala R., Sharma R. et al. Second-sphere coordination in anion binding: Synthesis and characterization of hexaamminecobalt(III) salts [Co(NH3)6](L)3•3H2O and [Co(NH3)6]Cl(L)2, L=(CH3)3C6H2SO3 and X-ray structure determination of [Co(NH3)6]Cl(L)2. J. of Molecular Structure, 2006, no. 784, pp. 117–123.
14. Thomas S., Biswas N., Venkateswaran S. et al. Studies on Adsorption
of 5-Amino Tetrazole on Silver Nanoparticles by SERS and DFT Calculations. J. Phys. Chem. A, 2005, no. 109, pp. 9928–9934.
15. Tver’yanovich A.S., Aver’yanov A.O., Ilyshin M.A. et al. Decomposition of Cobalt(III) NitrotetrazolatoAmminates under the Action of Laser Light. Russian Journal of Applied Chemistry, 2015, vol. 88, no. 2, pp. 221–226.
16. Zhilin A.Yu., Ilyushin M.A., Tselinskii I.V. et al. Complex Energetic Perchlorates of Cobalt(III) Amminates, with Cyclopentamethylenetetrazole as Ligand. Russian Journal of Applied Chemistry, 2005, vol. 78, no. 2, pp. 188–192.

Информация об авторах

Тверьянович Андрей Станиславович

канд. хим. наук, доцент Санкт-Петербургского государственного университета, химический факультет, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр. 26

Tverjanovich Andrey

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Chemical faculty, Saint-Petersburg State University, 198504, Russia, St. Petersburg, Universitetskiy ave., 26

Аверьянов Анатолий Олегович

Аспирант Санкт-Петербургского государственного университета, химический факультет, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр. 26

Averyanov Anatoliy

Postgraduate student, Chemical faculty, Saint-Petersburg State University, 198504, Russia, St. Petersburg, Universitetskiy ave., 26

Илюшин Михаил Алексеевич

доктор хим. наук, профессор Санкт-Петербургского государственного технологического института, 190013, Россия, Санкт-Петербург, Московский пр.26

Ilyshin Mikhail

Doctor of Chemical Sciences, Professor, St. Petersburg State Institute of Technology, 190013, Russia, St. Petersburg, Moskovskiy ave., 26

Тверьянович Юрий Станиславович

доктор хим. наук, профессор Санкт-Петербургского государственного университета, химический факультет, 198504, Россия, Санкт-Петербург, Университетский пр. 26

Tverjanovich Yuriy

Doctor of Chemical Sciences, Professor, Chemical faculty, Saint-Petersburg State University, 198504, Russia, St. Petersburg, Universitetskiy ave., 26

Смирнов Андрей Вячеславович

канд. хим. наук, старший научный сотрудник Санкт-Петербургского государственного технологического института, 190013, Россия, Санкт-Петербург, Московский пр.26

SmirnovAndrey

Candidate of Chemical Sciences, Senior Research scientist, St. Petersburg State Institute of Technology, 190013, Russia, St. Petersburg, Moskovskiyave., 26