МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория квантовой химии

О лаборатории

 

№ договора:

14.Y26.31.0016

Наименование проекта
Теоретическое моделирование полифункциональных элементоорганических и координационных соединений и материалов на их основе с регулируемыми оптическими, электрическими и магнитными свойствами.

Наименование организации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет"

Область научных исследований
Химия

Главная цель проекта состоит в квантово-химические исследованиях и проведении молекулярного дизайна новых одно-, двух- и трехмерных молекулярных систем с регулируемыми электрическими и магнитными свойствами для нужд молекулярной электроники, спинтроники и различных областей техники.
Научная часть проекта направлена на развитие подходов к молекулярному дизайну новых одно-, двух- и трехмерных молекулярных систем с заданными электрическими, магнитными и спектральными свойствами, построенных на основе устойчивых молекулярных структурных единиц.
Исследование одномерных систем предполагается сфокусировать на линейных цепочках неорганических фторидов с регулируемыми электрическими свойствами, полиаценах и их сэндвичевых димерах, двух- и многопалубных моно- и биядерных сэндвичевых производных металлов с циркуленовыми лигандами.
Исследование двумерных систем будет направлено изучение полициклических триангуленовых систем, сконструированных на основе элементов подгруппы углерода, магнитные характеристики которых определяются размером и конфигурацией системы.
Исследование трехмерных систем будет нацелено на изучение новых аллотропных форм бора, углерода, алюминия и кремния, а также их смешанных композициях, построенных по типу решетки алмаза.
Функционализация парамагнитных триангуленовых и полиаценовых систем о-хиноновыми группами позволит конструировать на их основе динамические материалы с переключаемыми посредством валентной таутомерии магнитными и спектральными свойствами. Обладающие таким эффектом комплексы переходных металлов могут найти применение в качестве молекулярных переключателей, элементов памяти и спиновых кубитов.

Ведущий учёный

alexander 

ФИО: Болдырев Александр Иванович

 

Дата рождения 19.12.1951

Гражданство
Россия, США

Ученые степень и звание
Профессор

Место работы

Университет Штата Юта

Область научных интересов
Теоретическая и компьютерная химия

Достижения и награды

Профессор Болдырев разработал концепции супергалогенов и суперщелочей. Супергалогены - химические соединения, которые имеют сродство к электрону больше чем атомы галогенов. Аналогично суперщелочи имеют потенциал ионизации меньше чем атомы щелочных металлов. Эти концепции были первоначально разработаны теоретически в начале 80х годов и позже были подтверждены экспериментально. Сегодня эти идеи продолжают привлекать внимание в связи с применением в водородной энергетике. В прошлом году первая работа проф. Болдырева о супергалогенах была процитирована 18 раз, а за первые месяцы этого года – 21 раз.
Его другое достижение – концепция ароматичности и анти-ароматичности в металлических кластерах. Его первая работа по этой теме были опубликованы в американском журнале Science в начале 2000 годов, и была процитирована больше 350 раз.
Из последних достижений можно отметить разработку нового метода: Адаптивное Разложение Натуральной Электронной Плотности. Метод является очень эффективным инструментом для понимания картины химической связи, как в органических, так и в неорганических соединениях. Его первая статья, опубликованная на эту тему в 2008 году, была уже процитирована больше 80 раз.

Classical and Multicenter Bonding in Boron: Two Faces of Boron Ivan A. Popov, Alexander I. Boldyrev In Boron. The Fifth Element. Drahomír Hnyk and Michael L. McKee (Eds), Springer International Publishing, 2015, pp. 1-16 (Invited chapter)

Li4E8 (E = P, As, Sb, Bi) Clusters: The Quest for Realgar-Type [E8]4- Zintl Anions Anton S. Nizovtsev, Alexander S. Ivanov, Alexander I. Boldyrev and Sergey N. Konchenko Eur. J. Inorg. Chem., 2015, 5801-5807

Anion Photoelectron Spectroscopy and CASSCF/CASPT2/RASSI Study of Lan- (n=1, 3-7) Alexander S. Ivanov, Xinxing Zhang, Haopeng Wang, Alexander I. Boldyrev, Gerd F. Gantefoer, Kit Hansell Bowen, Jr., and Ivan Ivan Černušàk J. Phys. Chem. A, 2015, 119, 11293-11303

Cobalt-Centred Boron Molecular Drums with the Highest Coordination Number in the CoB16- Cluster Ivan A. Popov, Tian Jian, Gary V. Lopez, Alexander I. Boldyrev and Lai-Sheng Wang Nat. Commun., 2015, 6, 8654 (highlighted in the Chemical & Engineering News: "Cobalt-Boron Molecular Drum Beats Bonding Record" and ChemViews Magazine: "Record Coordination Number") and Utah State Today: "USU Chemists Observe Molecular 'Drum' that Beats Coordination Record") and N+1 Internet edition: "Molecular drum" beats coordination number record; CoB16- has been named one of the Molecules of the Year for 2015 by Chemical & Engineering News

Revealing Unusual Chemical Bonding in Planar Hyper-Coordinate Ni2Ge and Quasi-Planar Ni2Si Two-Dimensional Crystals Li-Ming Yang, Ivan A. Popov, Thomas Frauenheim, Alexander I. Boldyrev, Thomas Heine, Vladimir Bačić and Eric Ganz Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 26043-26048
Aluminum Chain in Li2Al3H8- as Suggested by Photoelectron Spectroscopy and ab initio Calculations Ivan A. Popov, Xinxing Zhang, Bryan W. Eichhorn, Alexander I. Boldyrev and Kit H. Bowen Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 26079-26083 (highlighted in the Atlas of Science as a summary entitled "Confirming Aluminum Homocatenation")

Ba and Sr Binary Phosphides: Synthesis, Crystal Structures, and Bonding Analysis Juli-Anna Dolyniuk, Hua He, Alexander S. Ivanov, Alexander I. Boldyrev, Svilen Bobev, and Kirill Kovnir Inorg. Chem., 2015, 54, 8608-8616

Recent developments and Future Prospects of All-Metal Aromatic Compounds Jose M. Mercero, Alexander I. Boldyrev, Gabriel Merino and Jesus M. Ugalde Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 6519-6534.

Post-anti-van't Hoff-Le Bel Motif in Atomically Thin Germanium-Copper Alloy Film Li-Ming Yang, Ivan A. Popov, Alexander I. Boldyrev, Thomas Heine, Thomas Frauenheim and Eric Ganz Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17, 17545-17551

Pseudo Jahn-Teller Origin of Buckling Distortions in Two-Dimensional Triazine-Based Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4) Sheets Alexander S. Ivanov, Evan Miller, Alexander I. Boldyrev, Yuichiro Kameoka, Tohru Sato, Kazuyoshi Tanaka J. Phys. Chem. C., 2015, 119(21), 12008-12015

Homocatenation of Aluminum: Alkane-like Structures of Li2Al2H6 and Li3Al3H8 J. Tyler Gish, Ivan A. Popov and Alexander I. Boldyrev Chem. Eur. J., 2015, 21, 5307-5310 (communication, designated as "Hot Paper" by CHEMISTRY - A European Journal. Featured on the Cover Profile (Chem. Eur. J., 2015, 21, 5261) and the Front Cover Page (Chem. Eur. J., 2015, 21, 5257).

Should Aromaticity Be Reserved For Only Benzene And Its Derivatives? A. I. Boldyrev and L.-S. Wang Chem. & Eng. News online 2015 Two-dimensional Cu2Si Monolayer with Planar Hexacoordinate Copper and Silicon Bonding Li-Ming Yang, Vladimir Bačić, Ivan A. Popov, Alexander I. Boldyrev, Thomas Heine, Thomas Frauenheim, and Eric Ganz J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 2757-2762 (highlighted in JACS SPOTLIGHTS: THE GRAPHENE MIMIC OF THE FUTURE? and Nanoscience News [University of Cambridge])

Assessing the Viability of Extended Nonmetal Atom Chains in MnF4n+2 (M=S and Se) Ivan A. Popov, Boris B. Averkiev, Alyona A. Starikova, Alexander I. Boldyrev, Ruslan M. Minyaev, and Vladimir I. Minkin Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 1476-1480 (communication, highlighted in Sciencing and Nanoscience News [University of Cambridge])

Supertetrahedral B80H20, C80H20, and Al80H20 Analogs of Dodecahedrane and their Substituted Molecules Ruslan M. Minyaev, Ivan A. Popov, Vitaly V. Koval, Alexander I. Boldyrev, Vladimir I. Minkin Struct. Chem., 2015, 26, 223-229

A Photoelectron Spectroscopy and Ab Initio Study of the Structures and Chemical Bonding of the B25- Cluster Zachary A. Piazza, Ivan A. Popov, Wei-Li Li, Rhitankar Pal, Xiao Cheng Zeng, Alexander I. Boldyrev, and Lai-Sheng Wang J. Chem. Phys., 2014, 141, 034303

The I=X (X = O, N, C) Double Bond in Hypervalent Iodine Compounds: Is it Real? Alexander S. Ivanov, Ivan A. Popov, Alexander I. Boldyrev, Viktor V. Zhdankin Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 9617-9621 (communication, highlighted in Chemistry World)

Deciphering Aromaticity in Porphyrinoids via Adaptive Natural Density Partitioning Alexander S. Ivanov and Alexander I. Boldyrev Org. Biomol. Chem., 2014, 12(32), 6145-6150

Chemical Bonding in Inorganic Aromatic Compounds Ivan A. Popov, Alexander I. Boldyrev In The Chemical Bond. Chemical Bonding Across the Periodic Table. G. Frenking and S. Shaik (Eds), Wiley-VCH, Weinheim, 2014, pp. 421-444 (Invited chapter)

All-Nitrogen Analogue of Ozone: Li3N3 Species Jared K. Olson, Alexander S. Ivanov, and Alexander I. Boldyrev Chem. Eur. J., 2014, 20, 6636-6640 (communication)

Understanding Boron through Size-Selected Clusters: Structure, Chemical Bonding, and Fluxionality Alina P. Sergeeva, Ivan A. Popov, Zachary A. Piazza, Wei-Li Li, Constantin Romanescu, Lai-Sheng Wang, and Alexander I. Boldyrev Acc. Chem. Res., 2014, 47, 1349-1358 (Invited Review)

Inorganic Double-Helix Nanotoroid of Simple Lithium-Phosphorus Species Alexander S. Ivanov, Alexander I. Boldyrev, Gernot Frenking Chem. Eur. J., 2014, 20, 2431-2435 (communication)

Stabilization of Cl-Cl- Anion Pair in the Gas Phase: Ab Initio Microsolvation Study Alexander S. Ivanov, Gernot Frenking, Alexander I. Boldyrev J. Phys. Chem. A, 2014, 118, 7375-7384 (Invited Article, Special Issue: K. D. Jordan Festschrift, highlighted in ChemistryViews Magazine)

Complexes Between Planar Boron Clusters and Transition Metals: A Photoelectron Spectroscopy and Ab Initio Study of CoB12- and RhB12- Ivan A. Popov, Wei-Li Li, Zachary A. Piazza, Alexander I. Boldyrev, Lai-Sheng Wang J. Phys. Chem. A, 2014, 118, 8098-8105 (Invited Article, Special Issue: A. W. Castleman, Jr. Festschrift)

A Combined Photoelectron Spectroscopy and Ab Initio Study of the Quasi-Planar B24- Cluster Ivan A. Popov, Zachary A. Piazza, Wei-Li Li, Lai-Sheng Wang, Alexander I. Boldyrev J. Chem. Phys., 2013, 139, 144307

Structural Changes in the Series of Boron-Carbon Mixed Clusters CxB10-x- (x = 3-10) upon Substitution of Boron by Carbon Ivan A. Popov, Valery F. Popov, Konstantin V. Bozhenko, Ivan Cernusak, Alexander I. Boldyrev J. Chem. Phys., 2013, 139, 114307

On the way to the highest coordination number in the planar metal-centred aromatic Ta©B10- cluster: Evolution of the Structures of TaBn- (n=3-8) Wei-Li Li, Alexander S. Ivanov, Jozef Federic, Constantin Romanescu, Ivan Cernusak, Alexander I. Boldyrev, Lai-Sheng Wang J. Chem. Phys., 2013, 139, 104312

Aromaticity and Antiaromaticity in Inorganic Chemistry Timur R. Galeev and Alexander I. Boldyrev Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering, from Comprehensive Inorganic Chemistry II (Second Edition), Editors-in-Chief: Jan Reedijk and Kenneth Poeppelmeier, Amsterdam, 2013, pp 245-275 (invited chapter)

Geometric and electronic factors in the rational design of transition-metal-centered boron molecular wheels Constantin Romanescu, Timur R. Galeev, Wei-Li Li, Alexander I. Boldyrev, and Lai-Sheng Wang J. Chem. Phys., 2013, 138, 134315

"Benzation" of Graphene upon Addition of Monovalent Chemical Species Ivan A. Popov, Yafei Li , Zhongfang Chen, Alexander Boldyrev Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15 (18), 6842 - 6848

Solid State Adaptive Natural Density Partitioning: A Tool for Deciphering Multi-center Bonding in Periodic Systems Timur R. Galeev, Benjamin D. Dunnington, J.R. Schmidt, and Alexander I. Boldyrev Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 5022-5029.

Transition-Metal-Centered Monocyclic Boron Wheel Clusters (M©Bn): A New Class of Aromatic Borometallic Compounds Constantin Romanescu, Timur R. Galeev, Wei-Li Li, Alexander I. Boldyrev, and Lai-Sheng Wang Acc. Chem. Res., 2013, 46, 350-358

Planar to 3D Transition in the B6Hy Anions Jared K. Olson and Alexander I. Boldyrev J. Phys. Chem. A, 2013, 117, 1614-1620

Computational Probing of All-Boron Li2nB2nH2n+2 Polyenes Ivan A. Popov, Alexander I. Boldyrev Comp. Theor. Chem., 2013, 1004, 5-11


 

Back to top