Анотація до роботи:

Бурлаєнко Н.А. Гетерофазні реакції координаційних сполук міді(І),(ІІ), нікелю(ІІ) з парами води, амоніаку, диетиламіну та гідразину. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. – Інститут фізичної хімії ім. Л.В.Писаржевського НАН України, Київ, 2003.

Дослідженням методом п’єзокварцового мікрозважування гетерофазних реакцій саліцилальмоноетаноламінатних комплексів міді(ІІ), нікелю(ІІ) з парами води, амоніаком, гідразином встановлено, що вони описуються моделлю утворення мономолекулярного шару (адсорбції по Ленгмюру). З’ясовано вплив природи центрального атому комплексу, будови координаційного поліедру на ефективні константи швидкості гетерофазної взаємодії комплексів з парами води та амоніаком. Показано, що із збільшенням донорних властивостей газоподібних сполук в ряду Н₂О < NH₃ < N₂H₄ зростає стійкість утворених адуктів. Виявлена здатність до утворення лабільних адуктів з N₂H₄ протонованих p-комплексів міді(І) з диаліламіном та малеїновою кислотою. Синтезовано комплекс міді(І) з дибензальазином складу Cu₃Cl₃2C₁₄H₁₂N₂ та встановлено методом рентгено-структурного аналізу його будова. Показано, що при низьких концентраціях парів N₂H₄ комплекс зворотно приєднує молекулу гідразину завдяки утворенню вод-невого зв’язку з атомом азоту ліганда і може використовуватися як чутливе покриття п’єзорезонансного сенсору.

Встановлено, що зв’язування молекули газоподібної речовини з централь-ним атомом комплексу призводить до його руйнування або до утворення надто стійких адуктів.

1. Встановлено закономірності перебігу гетерофазних реакцій координаційних сполук міді(ІІ), нікелю(ІІ) з саліцилальмоноетаноламіном (SAMEA), p-комп-лексів міді(І) з олефінами, дибензальазином, які знаходяться в твердому стані на поверхні п’єзокварцового резонатора, з азотвмісними газоподібними лігандами, що є потенційними аналітами. З’ясовано вплив природи централь-ного атома комплексу, будови координаційних поліедрів комплексів та до-норних властивостей газоподібних лігандів на кількісні характеристики гетерофазних реакцій. На основі п’єзокварцового мікрозважування розроблено хімічний сенсор для визначення вмісту гідразину на рівні 0,1 ГДК промзони.

2. На основі аналізу кінетичних залежностей гетерофазних реакцій з викори-станням ряду кінетичних моделей, що описують взаємодію твердої сполуки з газом встановлено, що гетерофазні реакції між комплексами міді(ІІ), нікелю(ІІ) з SAMEA та парами води, амоніаку, гідразину, які відбуваються на поверхні п’єзокварцового резонатора, описуються моделлю утворення мономолекулярного шару (адсорбції по Ленгмюру). Розраховано ефективні константи швидкості цих реакцій та проведено їх порівняльний аналіз.

3. Виявлено, що гетерофазні реакції між амоніаком та комплексами міді(ІІ), нікелю(ІІ) з SAMEA відбуваються тільки за наявності парів води. Запропо-новано механізм взаємодії вищезгаданих комплексів з амоніаком, згідно якого зв’язування амоніаку відбувається за рахунок утворення водневого зв’язку з попередньо адсорбованими молекулами води.

4. З’ясовано вплив будови координаційних поліедрів комплексів міді(ІІ) з SAMEA на величини ефективних констант швидкості їх реакцій з парами води та амоніаком і встановлено, що гетерофазні реакції між плоско-квадратним біс-хелатним комплексом міді(ІІ) та парами води й амоніаком характеризуються меншими константами швидкості, ніж аналогічні реакції для монохелатного тетраедричного комплексу міді(ІІ).

5. На прикладі взаємодії комплексу нікелю(ІІ) з SAMEA, що знаходиться на по-верхні ПР, з парами води, амоніаком, гідразином показано, що підвищення спорідненості до протона зазначених газоподібних сполук призводить до зростання термодинамічної стійкості утворених адуктів за рахунок зміцнення водневого зв’язку між азотвмісним газоподібним аналітом та молекулами води, що координовані до центрального іону.

6. Встановлено, що в процесі гетерофазної взаємодії p-комплексів міді(І) з парами гідразину непротоновані p - комплекси міді(І) з дивінілбензолом та аліламіном розкладаються під дією гідразину, в той час як протоновані p -комплекси міді(І) з диаліламіном та малеїновою кислотою утворюють лабільні адукти з молеку-лами N₂H₄.

7. Вперше синтезовано та встановлено кристалічну будову координаційної сполуки міді(І) з дибензальазином Cu₃Cl₃2C₁₄H₁₂N₂. Показано, що гетерофазна взаємодія сполуки з парами гідразину призводить до утворення лабільного адукту, в якому зв’язування молекули N₂H₄ відбувається за рахунок утворення водневого зв’язку з атомом азоту ліганда. Встановлено, що серед досліджених координаційних сполук міді(І) комплекс Cu₃Cl₃2C₁₄H₁₂N₂ має найбільшу сорбційну здатність (найвищий стехіометричний коефіцієнт) до парів гідразину, а використання його як чутливого покриття п’єзорезонансного сенсору дозволяє визначати гідразин в повітрі на рівні 0,1 ГДК промзони.

8. Встановлено, що необхідною умовою застосування комплексів міді(ІІ), нікелю(ІІ) з SAMEA, p-комплексів міді(І) з олефінами та дибензальазином як чутливих покриттів сенсорів, здатних оборотно приєднувати такі аналіти, як амоніак, гідразин, диетиламін, є наявність певним чином розташованих в просторі функціональних груп координованого ліганду, що здатні утворювати водневі зв’язки з молекулами аналіту. Взаємодія газоподібної речовини з центральним атомом комплексів призводить до його руйнування або до утворення надто стійких адуктів.

Публікації за темою дисертації

1. , Бурлаєнко Н.А., Погоріла Л.М. Вивчення взємодії дісаліцилаль-моноетаноламіната міді (ІІ) з водяною парою методом п’єзокварцевого мікрозважування // Доповіді НАН України. – 1997. - №4. - С. 148-151.

2. , Бурлаенко Н.А., Погорелая Л.М. Исследование взаимодейст-вия дисалицилальмоноэтаноламината меди (ІІ) с аммиаком методом пьезо-кварцевого микровзвешивания // Укр. хим. журн. -1998.- Т.64, №2. - С.78-81.

3. , Бурлаенко Н.А., Погорелая Л.М., Олийник В.В. Строение ди-хлоро-бис-(салицилальмоноэто)диакво-диникеля (II) и изучение его взаимо-действия с парами воды методом пьезовзвешивания //Координационная химия.-1998. -Т.24, №1.- С.36–39.

4. Бурлаенко Н.А., Погорелая Л.М., Олийник В.В., Манорик П.А. Исследование гетерофазного взаимодействия дибензальазината меди(I) с парами гидразина методом пьезокварцевого микровзвешивания // Укр.хим.журн. -2003.- Т.69, №4. - С.101-104.

5. Индикаторный материал пьезокварцевых резонаторов для определения аммиака в воздухе: А. с. 1673957 СССР, МКИ G 01 N 31/22 / Л.И.Бударин, В.Н.Покатаев, Н.А.Бурлаенко, Л.М.Погорелая, В.Н.Канунников, М.Д.Аптекарь, В.Л.Куцевич, И.В.Покатаев (СССР) - №4444083. Заявлено 20.06.88; Опубл.30.08.91. Бюл.№32. - 3с.

6. Бурлаенко Н.А., Бударин Л.И., Покатаев В.Н., Погорелая Л.М. Химические пьезоэлектрические сенсоры для контроля азотсодержащих газов. - К.: УкрНИИНТИ Госплана УССР, 1991.- 28с.

7. Бурлаенко Н.А., Масленников А.В., Сажин С.Г. Характеристики пьезоре-зонансного газоаналитического сенсора и возможные пути их коррекции для решения задач контроля герметичности // Дефектоскопия.- 1996. -№4.- С.11-14.

8. Бурлаенко Н.А., Масленников А.В. Пьезорезонансный сенсор аммиака и его статические характеристики // Дефектоскопия.- 1996. -№4.- С.23-26.

9. Бурлаєнко Н.А., Олійник В.В., Погоріла Л.М., Манорик П.А., Шульженко О.В. Гетерофазне комплексоутворення в системі дибензальазинат міді (І) – гідра-зин// Сб. тез. Доповідей XV Української конференції з неорганічної хімії.- Київ.- 2001.- С.16.

10. Бурлаенко Н.А, Погорелая Л.М., Манорик П.А., Шульженко А.В. Чувствительные покрытия сенсоров на пары гидразина на основе комплексов меди(І) с олефинами// Сб. тезисов Международной конференции “Функцио-нализованные материалы: синтез, свойства и применения“. Киев.- 2002.- С.281.

11. Burlaenko N.A., Pogorila L.M., Shulzhenko O.V., Tikhiy V.G. Application of Piezo-ResonanceSensors in Tightness Control// Proc. Conf. on non-destructive tes-ting. VII. - Copenhagen (Danmark). - 1998 - P. 115.