ИСТИНА

На основании неэмпирических расчетов систем состава Nan(H2O)m (n=0-4, m=1-8) и их фрагментов при различных ядерных конфигурациях предложен наиболее вероятный механизм реакции атомов натрия с кластерами воды в газовой фазе, приводящей к образованию гидроксида натрия и молекулярного водорода. В рамках теории возмущений Меллера-Плессе второго порядка получены оптимальные конфигурации этих кластеров и возможные переходные структуры. Методом МКССП в полном активном пространстве рассчитаны свойства возбужденных состояний этих систем. Выяснено, что лимитирующей стадией всего процесса является встраивание одного из атомов натрия по связи O-H молекулы воды, происходящее при содействии другого атома натрия. При этом, как показывает анализ возбужденных состояний рассмотренных систем, решающую роль играет первое возбужденное состояние, обеспечивающее оптимальное для протекания первой стадии распределение электронной плотности. Детально прослежен путь процесса на примере системы Na3(H2O)2, представляющей минимальную по составу систему, в которой возможно протекание реакции, определены промежуточные структуры и переходые состояния, а так же оценены энергетические барьеры процесса. По аналогии с предыдущей системой были рассчитаны различные конфигурации системы Na3(H2O)6. Согласно нашим оценкам, в этой системе реакция будет протекать более легко, поскольку энергетическая щель между основным и первым возбужденным состояниями равна всего лишь 0.1 эВ. Кроме того, дополнительные молекулы воды стабилизируют образующийся на первой стадии процесса гидрид-ион. Энергетический барьер практически исчезает при координации H-, как минимум, двумя молекулами воды, что становится возможным, когда общее их число достигает пяти-шести. Более того, в системах H-(H2O)n при n ≥ 4 происходит спонтанное образование H2 и OH-(H2O)n-1.