Fusion process of Lennard-Jones clusters: global minima and magic numbers formation

We present a new theoretical framework for modelling the fusion process of Lennard-Jones (LJ) clusters. Starting from the initial tetrahedral cluster configuration, adding new atoms to the system and absorbing its energy at each step, we find cluster growing paths up to the cluster sizes of up to 150 atoms. We demonstrate that in this way all known global minima structures of the LJ-clusters can be found. Our method provides an efficient tool for the calculation and analysis of atomic cluster structure. With its use we justify the magic number sequence for the clusters of noble gas atoms and compare it with experimental observations. We report the striking correspondence of the peaks in the dependence on cluster size of the second derivative of the binding energy per atom calculated for the chain of LJ-clusters based on the icosahedral symmetry with the peaks in the abundance mass spectra experimentally measured for the clusters of noble gas atoms. Our method serves an efficient alternative to the global optimization techniques based on the Monte-Carlo simulations and it can be applied for the solution of a broad variety of problems in which atomic cluster structure is important.Comment: 47 pages, MikTeX, 17 figure

Hero’s Journey in Korean Confucian Historiography: Biographies of Kim Yusin and Kungye in the Context of J . Campbell’s Monomyth

For the first time in Russian (and world) Korean studies, biographies of real historical characters are analyzed within the framework of the concept of monomyth (or hero's journey) coined by Joseph Campbell. Previously, such an approach was practiced only in the study of narrative prose. This paper focuses on practical evaluation of monomyth as a prism with regard to Confucian chronicles. Critical analysis of the text showed us to conclude that the concept of monomyth is quite suitable — with some reservations — for describing the historical narrative of the biographical section of the Confucian chronicle Samguk sagi (Historical Record of the Three Kingdoms). The research revealed life paths of the chosen hero, who embodies the ideal of a loyal subject, and his antagonist generally follow the three-part model proposed by Campbell (departure — initiation — return). This allows us to conclude that a powerful autochthonous Korean cultural stratum contributed to the formation of a specific syncretic worldview in Korea during the Three States and United Silla period (traditional dates: 1st century B.C. — 10th century A.D.), which integrated Confucianism, Buddhism and Taoism into a single system and was reflected in the official chronicle compiled in the 12th century. The Confucian historiographer's representation of these substrates (given a certain ability of these teachings to assimilate each other's concepts) was cemented by myth, which, together with the Confucian canon, set the principles of text organization, plot models, and ways of presenting historical events. The susceptibility of Korean Confucianism at this historical stage to mythology allowed mythological cosmology to integrate quite easily into the Confucian world-building narrative, and to deal with subjects that were previously considered taboo for Confucian ethics in classical Orientalism, such as the manifestations of the Oedipus complex. The interpretation of history as a moral and ethical drama brings official Confucian historiography closer to political myth in its modern interpretation and allows us to evaluate the historical text in a new way

Oбернено-фазне ВЕРХ-дослідження комплексоутворення 5,17-біс-(N-тoлілiмiнoмeтил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з ароматичними карбоновими кислотами

The Host-Guest complexation of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with a number of aromatic carboxylic acids has been studied by reversed-phase high-performance liquid chromatography. The mobile phase was acetonitrile-water (80/20, v/v) with addition of 0.1% formic acid. The column was LiChrosorb RP 18, the UV detector operated at λ = 254 nm and at 26°C. The main chromatographic characteristics (retention time t[sub]R[/sub] and capacity factor k’) of the aromatic carboxylic acids have been determined. The lipophilicity values of log P of carboxylic acids, as well as the binding constants K[sub]A[/sub] (387-941 M[sup]-1[/sup]) and Gibbs free energies ∆G (-14.74 – -16.94 kJ/mol) of the calixarene complexes with aromatic carboxylic acids have been calculated. The molecular modelling (Hyper Chem, version 8.0) of the calixarene complexes has revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of the acids and nitrogen atoms of imino groups at the upper rim or oxygen atoms of hydroxyl groups at the lower rim of the calixarene macrocycle. The infl uence of log P lipophilicity of acids on K[sub]A[/sub] values of the calixarene complexes has been assessed. The linear dependence of the binding constants on the acid lipophilicity indicates a signifi cant role of solvophobic interactions on the complexation process. The relationship between supramolecular (K[sub]A[/sub]) and physicochemical (molecular weight, log P, pKa) characteristics of acids has been found. The binding constants K[sub]A[/sub] of the complexes increase with increase of their molecular weight and log P values.Комплексообразование типа Гость-Хозяин 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]aрена с некоторыми ароматическими карбоновыми кислотами исследовано методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Подвижная фаза – ацетонитрил-вода, (80/20, по объему) с добавкой 0,1% муравьиной кислоты. Колонка – LiChrosorb RP 18, УФ детектор работал при длине волны λ = 254 нм и температуре 26°C. Определены основные хроматографические характеристики (время удерживания t[sub]R [/sub]и коэффициент емкости k’) ароматических карбоновых кислот. Pассчитаны значения липофильности log P кислот, а также значения констант связывания K[sub]A[/sub] (387-941 М[sup]-1[/sup]) и свободных энергий Гиббса ΔG (-14.74 – -16.94 kJ/mol) комплексов каликсарена с ароматическими карбоновыми кислотами. Молекулярное моделирование (Hyper Chem, версия 8.0) каликсареновых комплексов показало присутствие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами азота имино-групп на верхнем ободе или атомами кислорода гидроксильных групп на нижнем ободе каликсаренового макроцикла. Oценено влияние липофильности log P кислот на значения K[sub]A[/sub] каликсареновых комплексов. Линейная зависимость констант связывания КА от липофильности кислот свидетельствует о существенной роли сольвофобных взаимодействий в процессе комплексообразования. Установлена взаимосвязь между супрамолекулярными (K[sub]A[/sub]) и физико-химическими характеристиками (молекулярная масса, log P) кислот. Константы связывания K[sub]A[/sub] комплексов растут с увеличением молекулярной массы кислот и повышением значений их липофильности log P.Комплексоутворення типу Гість-Господар 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з низкою ароматичних карбонових кислот досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії. Рухома фаза – ацетонітрил-вода, (80/20, за об’ємом) з додаванням 0,1% мурашиної кислоти. Колонка – LiChrosorb RP 18, УФ детектор працював при довжині хвилі λ = 254 нм за температури 26°C. Визначені основні хроматографічні характеристики (час утримання t[sub]R[/sub] та коефіцієнт ємкості k’) карбонових кислот. Pозраховані значення ліпофільності log P кислот, а також значення констант зв’язування K[sub]A[/sub] (387-941 М[sup]-1[/sup]) та вільних енергій Гібса ΔG (-14.74 – -16.94 kJ/mol) комплексів каліксарену з ароматичними карбоновими кислотами. Молекулярне моделювання (Hyper Chem, версія 8.0) каліксаренових комплексів вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот та атомами азоту іміно-груп на верхньому вінці або атомами кисню гідроксильних груп на нижньому вінці каліксаренового макроциклу. Oцінено вплив ліпофільності log P кислот на значення K[sub]A[/sub] каліксаренових комплексів. Лінійна залежність констант зв’язування КА від ліпофільності кислот вказує на суттєву роль сольвофобних взаємодій у процесі комплексоутворення. Встановлено взаємозв’язок між супрамолекулярними (K[sub]A[/sub]) та фізико-хімічними характеристиками (молекулярна маса, log P) кислот. Константи зв’язування K[sub]A[/sub] комплексів зростають зі збільшенням молекулярної маси кислот та їх ліпофільності log P

Хроматографічне дослідження комплексоутворення функціоналізованих калікс[4,8]аренів з ароматичними альдегідами

Aim. To study the Host-Guest complexation of octakis(diphenoxyphosphoryloxy)-tetramethylcalix[4]resorcinarene (PRA), 5,17-bis(N-tolyl-iminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene (IC4A), 5,11,17,23-tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetra-propoxycalix[4]arene (PC4A) and oktakis(diethoxyphosphoryloxy)-tert-butylcalix[8]arene (PC8A)with benzaldehyde, salicylaldehyde, p-anisaldehyde, and veratraldehyde by RP HPLC and molecular modeling methods. Results and discussion. The stability constants of Host-Guest complexes (KA = 57 M-1 – 1649 M-1) strongly depend on the calixarene structure and the aromatic aldehyde nature. The enhancement of the complexing properties of calixarenes is observed in the row of PRA < IC4A < PC4A < PC8A. The volume of the calixarene molecular cavity plays the most important role in binding of aldehydes.Experimental part. The stability constants of calixarene complexes with aldehydes were determined by RP HPLC method in acetonitrile-water (80 : 20, v/v) solution. The RP HPLC analysis was performed using a LiChrosorb RP-18 column. Molecular modeling of calixarene complexes was carried out using a Hyper Chem 8.0 program. Conclusions.The Host-Guest complexation data can be used as a useful tool in design of calixarene based sensor devices for determination of the aromatic aldehydes in air or preparation of chromatographic phases for analysis of aldehydes in solutions.Цель. В работе методами ОФ ВЭЖХ и молекулярного моделирования изучено комплексообразование типа Хозяин-Гость октакис(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкаликс[4]резорцинарена (PRA), 5,17-бис(N-толил-иминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена (IC4A), 5,11,17,23-тетракис(диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетрапропоксикаликс[4]арена (PC4A) и октакис(диэтоксифосфорилокси)-трет-бутилкаликс[8]арена (PC8A) с бензальдегидом, салициловым альдегидом, п-анисовым альдегидом и вератровым альдегидом.Результаты и их обсуждение. Константы устойчивости комплексов Хозяин-Гость (КА = 57 М-1 – 1649 М-1) в значительной степени зависят от структуры каликсарена и природы ароматического альдегида. Повышение комплексообразующих свойств каликсаренов наблюдается в ряду PRA < IC4A < PC4A < PC8A. Наиболее важную роль в связывании ароматических альдегидов играет объем молекулярной полости функционализованного каликсарена.Экспериментальная часть. Константы устойчивости каликсареновых комплексов с альдегидами определяли методом ОФ ВЭЖХ в растворе ацетонитрил-вода (80 : 20, по объему). ОФ ВЭЖХ анализ проводили с использованием колонки LiChrosorb RP-18. Молекулярное моделирование комплексов каликсарена осуществляли с помощью программы Hyper Chem, версия 8.0.Выводы. Полученные результаты по комплексообразованию функционализованных каликсаренов могут быть использованы при розработке сенсорных устройств для определения ароматических альдегидов в воздухе, а также при изготовлении хроматографических фаз для анализа альдегидов в растворах.Мета. У роботі методами ОФ ВЕРХ і молекулярного моделювання вивчено комплексоутворення типу Господар-Гість октакіс(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4]резорцинарену (PRA), 5,17-біс(N-толіл-імінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]арену (IC4A), 5,11,17,23-тетракіс(діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]арену (PC4A) і октакіс(діетоксифосфорилокси)-трет-бутилкалікс[8]арену (PC8A) з бензальдегідом, саліциловим альдегідом, п-анісовим альдегідом і вератровим альдегідом.Результати та їх обговорення. Константи стійкості комплексів Господар-Гість (КА = 57 М-1 – 1649 М-1) значною мірою залежать від структури каліксарену і природи ароматичного альдегіду. Збільшення комплексоутворювальних властивостей каліксаренів спостерігається в ряду PRA < IC4A < PC4A < PC8A. Найбільш важливу роль у зв’язуванні альдегідів відіграє об’єм молекулярної порожнини функціоналізованого каліксарену.Експериментальна частина. Константи стійкості каліксаренових комплексів з альдегідами визначали методом ОФ ВЕРХ у розчині ацетонітрил-вода (80 : 20, за об’ємом). ОФ ВЕРХ аналіз проводили з використанням колонки LiChrosorb RP-18. Молекулярне моделювання комплексів каліксарену здійснювали за програмою Hyper Chem, версія 8.0.Висновки. Отримані результати з комплексоутворення функціоналізованих каліксаренів можуть бути використані як інструмент у розробці сенсорних пристроїв на основі каліксарену для визначення альдегідів у повітрі, а також у виготовленні хроматографічних фаз для аналізу альдегідів у розчинах

Study of natural formation and anthropogenic change in soils for sustainable land-use

In this work, we have presented an approach to rational territorial organization of the environment with the aim of harmonizing natural, economic and socio-demographic processes. Successive stages of the action for the development of basin nature management projects are proposed by us. Design technology rational land use is implemented for one of the small river basi

Вплив 5,11,17,23-тетракіс(діізoпрoпоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикаліксарену на хроматографічне розділення екологічно небезпечних ароматичних сполук

Aim. To study the effect of 5,11,17,23 tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetrapropoxycalix[4]arene additive to the MeCN/H2O mobile phase on selectivity of the HPLC separation of aromatic compounds using a Zorbax ODS support.Results and discussion. Calixarene improves the separation due to formation of the Host-Guest inclusion complexes. The linear dependence of 1/k’ on the calixarene concentration allows calculating the stability constants KA of the complexes. The correlation of the separation selectivity induced by the calixarene additives with the ratio of the stability constants of the Host-Guest inclusion complexes of the aromatic analytes was found. The complexation is influenced by logP and pKa parameters of the analytes. Short contacts between the calixarene Host and the aromatic Guest indicate that the inclusion complexes are stabilized by various hydrogen bonds, nonvalence van der Waals, π-π and hydrophobic interactions.Experimental part. The energy minimized structures of the calixarene complexes with p-fluorophenol, guaiacol, toluene and trichloromethylbezene were calculated using Hyper Chem 8, PM3, vacuum.Conclusions. The data obtained can be used in design of new phases for HPLC.Цель. Исследование влияния добавок 5,11,17,23-тетракис(диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетра-пропоксикаликс[4]арена к подвижной фазе MeCN/H2O на селективность ВЭЖХ разделения ароматических соединений с использованием неподвижной фазы Zorbax ODS.Результаты и их обсуждение. Каликсарен улучшает разделение вследствие образования комплексов включения Хозяин-Гость. Линейная зависимость 1/k’ аналита от концентрации каликсарена позволяет рассчитать константы устойчивости КА комплексов. Установлена корреляция селективности разделения, вызванная добавками каликсарена с отношением констант устойчивости комплексов включения Хозяин-Гость. На комплексообразование влияют параметры logP и pKa аналитов. Короткие контакты между каликсареном и ароматическим гостем свидетельствуют о том, что комплексы включения стабилизируются водородными связями, ван-дер-Ваальсовыми, π-π и гидрофобными взаимодействиями.Экспериментальная часть. Рассчитаны энергетически минимизированные структуры комплексов каликсарена с п-фторфенолом, гваяколом, толуолом и трихлорметилбензолом (Hyper Chem 8, PM3, вакуум).Выводы. Полученные данные могут быть использованы при разработке новых фаз для ВЭЖХ.Мета. Дослідження впливу добавки 5,11,17,23-тетракіс(діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]арену до рухомої фази MeCN/H2O на селективність ВЕРХ розділення ароматичних сполук з використанням насадки Zorbax ODS.Результати та їх обговорення. Каліксарен покращує розділення завдяки формуванню комплексів включення Господар-Гість. Лінійні характеристики залежності 1/k’ аналіту від концентрації каліксарену дозволяють розрахувати константи стійкості КА комплексів. Встановлено кореляцію селективності розділення, індуковану додаванням каліксарену, зі співвідношенням констант стійкості комплексів включення ароматичних аналітів. На комплексоутворення впливають параметри logP і pKa аналітів. Короткі контакти між каліксареном та ароматичними аналітами свідчать про те, що комплекси включення стабілізуються водневими зв’язками, невалентними ван дер Ваальсовими, π-π та гідрофобними взаємодіями.Експериментальна частина. Розраховані енергетично мінімізовані структури каліксаренових комплексів з п-фторофенолом, гваяколом, толуеном і трихлорметилбензеном (Hyper Chem 8, PM3, вакуум).Висновки. Отримані дані можуть бути використані для розробки нових фаз для ВЕРХ