Теоретична и изчислителна химия

Научните изследвания в Лаборатория „Теоретична и изчислителна химия“ са насочени към разработване и прилагане на нови подходи за теоретичен анализ на материали, тема 4 от научно-изследователския план на ИОНХ и включват:

• Квантовохимично изследване на молекулните характеристики и фотофизичните свойства на оптични системи, процеси на абсорбция, емисия и механизми на пренос на енергия и заряд. Приложение на точни ab initio методи, методи на теорията на функционала на плътността и методология за изследване на луминесцентните свойства на лантанидни системи. Обясняване, предсказване и оптимизиране на функционалността на нови оптични материали чрез молекулно моделиране на d- и f-метални комплекси, органични хромофори и фотопротектори.
• Разработване на съвременен теоретичен подход за охарактеризиране на структурни и спектроскопски свойства на метални комплекси в твърдо състояние.
• Изследване на каталитични и фотокаталитични процеси върху оксиди на преходни метали и алуминосиликати с пореста структура чрез ab initio методи. В сътрудничество с Института по теоретична физика в Триест се моделират процеси на катализ и синтез на въглерод-неутрални горива.
• Изследване на олигомерни комплекси на 3d, 4d, 5d преходни метали, 4f (лантанидни) и 5f елементи с помощта на квантовохимични методи за анализ на лигандното поле, интерпретация и предсказване на спектроскопски и магнитни свойства на системи с несдвоени електрони.
• Теоретично изучаване на механизми на реакции с пренос на протон в основно и възбудено състояние. Влияние на разтворителя като среда и като катализатор. Изотопен ефект.

Изчисленията и анализите се фокусират върху конкретни системи в тясно сътрудничество с научни групи по синтез и експериментални спектроскопски изследвания.

1) I. Georgieva, N. Trendafilova, T. Zahariev, N. Danchova, S. Gutzov,
“Theoretical insight in highly luminescent properties of Eu(III) complex with phenanthroline”, Journal of Luminescence 202 (2018) 192-205.

2) I. Georgieva, A.J.A. Aquino, N. Trendafilova, H. Lischka,
“High-level Ab Initio Absorption Spectra Simulations of Neutral, Anionic and Neutral+ Chromophore of Green Fluorescence Protein Chromophore Models in Gas Phase and Solution”, Photochemistry and Photobiology 93(6) (2017) 1356-1367.

3) I. Georgieva, N. Trendafilova, N. Dodoff, D. Kovacheva,
“DFT study of the molecular and crystal structure and vibrational analysis of cisplatin”,
Spectrochimica Acta – Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 176 (2017) 58-66.

4) E. L. Uzunova, N. Seriani, H. Mikosch,
“CO₂ Conversion to Methanol on Cu(I) Oxide Nanolayers and Clusters: Electronic Structure Insight into the Reaction Mechanism”
Phys. Chem. Chem. Phys. 17 (2015) 11088.

5) E. L. Uzunova,
“Theoretical Study of Nitrogen Dioxide and Nitric Oxide Co-Adsorption and DeNOx Reaction on Cu-SAPO-34 and Cu-SSZ-13 in Presence of Brønsted Acid Sites”,
Molecular Catalysis, 447 (2018) 47-55.

6) V. Enchev, N. Markova,
“Tautomerism of inosine in water: Is it possible?”
Journal of Physical Chemistry B 123 (2019) 622-630

7) V. Enchev, A. Y. Mehandzhiyski,
„Computational insight on the chalcone formation mechanism by the Claisen–Schmidt reaction“, International Journal of Quantum Chemistry 117 (11) (2017) article number e25365

8) J. Jung, S. T. Loеffler, J. Langmann, F. W. Heinemann, E. Bill, G. Bistoni, W. Scherer, M. Atanasov, K. Meyer, F. Neese
„Dispersion Forces Drive the Formation of Uranium−Alkane Adducts“,
J. Am. Chem. Soc. 142 (2020) 1864-2870.

• Institute of Soil Research, University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna, Austria
• School of Pharmaceutical Science and Technology, Tianjin University, Tianjin, China
• Prince Sattam Bin Abdulaziz University, Al-Kharj, Saudi Arabia
• Equipe de Physico-Chimie des Materiaux Inorganiques, Universite Ibn Tofail, Faculte des Sciences, Kenitra, Morocco
• Theoretical Physics Institutes, Trieste, Italy
• Department of Chemistry and Biochemistry, North Dakota, State University, Fargo, USA