Введение
Глава 1 Проблема изучения полиаморфных превращений в аморфном льде и транспорта гидратированного протона в конденсированных фазах воды 13
1.1 Кристаллический лёд 13
1.1.1 Полиморфизм 13
1.1.2 Полиморфные превращения кристаллического льда 16
1.2 Аморфный лёд 18
1.2.1 Способы получения аморфного льда 18
1.2.2 Полиаморфизм. Полиаморфные превращения 21
1.2.3 Основные гипотезы, объясняющие явление полиаморфизма 25
1.2.4 Компьютерное моделирование полиаморфных превращений... 29
1.3 Проблема изучения транспорта протона в конденсированных фазах воды 35
1.3.1 Общие сведения о транспорте протона в водных системах 35
1.3.2 Механизм Гротгуса 36
1.3.3 Механизм Хюккеля 36
1.3.4 Механизм Бернала и Фаулера 37
1.3.5 Компьютерное моделирование переноса протона в водных растворах 39
1.4 Резюме по литературному обзору 42
Глава 2 Расчет параметров внутримолекулярных и межмолекулярных водородных связей в аморфных фазах льда 44
2.1 Современные концепции строения вещества 44
2.1.1 Концепция строения вещества в теории функционала плотности неоднородного электронного газа 44
2.1.2 Основные положения и следствия концепции квантовой топологии плотности Р. Бейдера
2.1.3 Строение вещества в концепциях термополевой динамики (ТПД) и квантово-полевой химии (КПХ) 54
2.2 Расчет параметров внутримолекулярных и межмолекулярных водородных связей в аморфных фазах льда 61
2.2.1 Расчет внутримолекулярных водородных ос-связей (О - Н - О) 61
2.2.1.1 Характеристика квантовохимических методов расчета 61
2.2.1.2 Методы расчета систем с водородными связями 66
2.2.1.3 Выбор метода для расчета внутримолекулярных водородных а-связей 67
2.2.1.4 Расчет средних параметров внутримолекулярной водородной а-связи (О - Н - О) 69
2.2.2 Расчет межмолекулярных водородных р-связей (О - Н — О)... 76
2.2.2.1 Описание метода орбитально-оболочечных функционалов плотности 76
2.2.2.2 Расчет средних параметров межмолекулярных водородных р-связей (О - Н — О) методом функционала плотности с помощью программного KOMraieKcaWinBond 79
Глава 3 Полиаморфные фазовые переходы в аморфном льде. Аморфные фазы льда как обратимые накопители водородных топлив ... 85
3.1 Кристаллохимическая модель переходов кристаллических модификаций фаз льда в аморфные фазы высокой (HDA) и низкой плотности (LDA) 85
3.2 Термодинамическая стабильность аморфных фаз льда. Расчет долевого распределения по трем типам взаимодействия 91
3.3 Наноструктурное строение аморфных фаз льда 93
3.4 Аморфные фазы льда как обратимые накопители водородных топлив 97
3.4.1 Предполагаемый механизм обратимого накопления молекул водорода и метана в аморфных фазах льда 97
4 3.4.2 Расчет адгезионных потенциалов транспорта молекул водорода и метана через стенки наночастиц аморфного льда 99
Глава 4 Компьютерное моделирование переноса ионов Н*, НэО+, Н502+ в наноструктурных фазах аморфного льда 104
4.1 Построение модели транспорта ионов Н+, Н30+, Н502+ в наноструктурных фазах аморфного льда 104
4.2 Расчет транспортных потенциалов ионов НэО+ и Н502+ через гексагональный фрагмент (Н20)б стенки клеточных наночастиц (Н20)п аморфного льда 106
4.3 Расчет потенциала переноса протона через гексагональный фрагмент (Н20)6 стенки клеточных наночастиц (Н20)п аморфного льда 109
Заключение 114
Выводы 115
Библиографический список 117
