Розглянуто властивості, методи синтезу та аналізу озону, механізм взаємодії даного хімічного елемента з органічними сполуками. Викладено наукові основи та конкретні приклади різноманітних аспектів використання озону. Охарактеризовано вплив озону на полімерні матеріали, його реакції у газовій фазі, з насиченими сполуками в рідкій фазі. Окрему увагу приділено кінетиці та механізму реакцій озону зі сполуками, що містять гетероатоми.

На підставі кінетичних і спектральних досліджень доведено, що розклад озону закріпленими на аеросилі комплексами VOL2 (L - саліцилальімінопропіл) супроводжується руйнуванням саліцилового фрагмента ліганду та утворенням неактивних у реакції амінокомплексів.

На основі вивчення процесів озонування нітротолуолів у розчині оцтової кислоти доведено, що введення в ароматичне кільце молекули толуолу електроноакцепторних замісників хоча і підвищує його стійкість до електрофільної атаки озоном, але переважною залишається реакція деструктивної оксидації. Досліджено, що введення у систему нітротолуол - озон - оцтова кислота діацетату кобальту дозволяє практично повністю запобігти озонолізу ароматичного кільця та спрямувати реакцію у бік оксидації метильної групи з утворенням відповідних нітробензойних кислот. Установлено, що використання кобальтбромідного каталізатора сприяє підвищенню швидкості селективної оксидації та зменшенню концентрації каталізатора у системі.

За допомогою методів ІЧ-, ЕПР-спектроскопії, електронної спектроскопії дифузного відбиття, молекулярного моделювання встановлено, що іммобілізовані на аеросилі комплекси купруму (II) з основами Шиффа як лігандів (саліцилальімін (L1), 5-бромсаліцилальімін (L2), 2-OH-нафтилальімін (L3)) мають будову псевдотетраедричних бісхелатів складу <$E roman CuL sub 2>. У реакції розкладу озону активність комплексів <$E roman CuL sub 2> зростає у ряду <$E roman {L1~<<~L2~<<~L3}>.

Рассмотрена история развития исследований в области жидкофазной реакции озона с бензолом и алкилбензолами. Освещены представления о данной реакции, а также кинетические особенности отдельных элементарных реакций. Охарактеризованы реакции озона с полициклическими ароматическими соединениями, описан механизм реакции озона с нафталином, фенантреном, антрахиноном. Проанализировано влияние растворителей на реакционную способность и фрагментацию пиррола, фурана и тиофена.

За результатами дослідження встановлено закономірності реакцій низькотемпературного розладу озону іммобілізованими та імпрегнованими <$Eroman MeX sub j sup {2~-~j } "/" roman SiO sub 2>-комплексами за різних співвідношень <$Eroman {[Me sup 2+ ]"/"[O sub 3 ]}> і <$Eroman {[Me sup 2+ ]"/"[X sup - ]}>, <$Eroman {Me sup 2+ ~=~Co sup 2+ ,~Cu sup 2+ ,~Mn sup 2+ }>; <$Eroman {X sup - ~=~Cl sup - ,~NO sub 3 sup - }>. Установлено, що реакційна здатність іммобілізованих та імпрегнованих на силікагелі комплексів <$Eroman MeX sub j sup {2~-~j }> (<$Eroman {Me~=~Co sup 2+ ,~Cu sup 2+ ,~Mn sup 2+ }>; <$Eroman {X~=~NO sub 3 sup - ,~Cl sup - }> у низькотемпературному розкладі озону визначається природою іона металу, лігандів та їх числом у внутрішній координаційній сфері. З'ясовано, що окиснення комплексів на початковій стадії реакції відбувається за внутрішньосферним механізмом, за цього хлорид-іон є кращим містковим лігандом, формування імпрегнованих на <$Eroman {SiO sub 2 }> комплексів <$Eroman MeCl sub j sup {2~-~j } > відбувається за механізмом, що аналогічний такому у концентрованих розчинах. Доведено, що зі зменшенням співвідношення <$Ealpha sub {H sub 2 O } "/" alpha sub {Cl sup - }> на поверхні більшою мірою формуються <$Eroman SiO sub 2> насичені хлорид-іоном комплекси Co(II) Cu(II) та Mn(II). Уперше встановлено кореляції між стійкістю та реакційною здатністю імпрегнованих <$Eroman MeCl sub j sup {2~-~j } "/" roman SiO sub 2>-комплексів у разі убування послідовних констант стійкості комплексів їх парціальна активність в реакції розкладу озону зростає. Показано, що незалежно від лігандного оточення центрального атома,

Описаны состав, строение и каталитическая активность в реакции разложения озона закрепленных на кремнеземе (силикагель, аэросил) комплексов меди(II) с ацидолигандами и иммобилизованными основаниями Шиффа - производными бензальиминпропила. Показаны способы регулирования их каталитической активности.

Рассмотрены электронное строение молекулы озона, устойчивость ее скелета относительно смещений атомов кислорода и возможные спиновые состояния в рамках многоконфигурационной теории самосогласованного поля на основе валентно-расщепленного базисного набора Даннинга - Хея. Изучены механизм начальной стадии реакции окисления этилена озоном, а также энергетика превращений молекулы озона по радикальному и ионному механизмам в воде. Дана сравнительная оценка окислительного потенциала молекулы озона. Показано, что высокая химическая активность и превращения озона обусловлены его электроноакцепторными свойствами, значительной пластичностью и полярностью структуры, а также способностью к переходу в бирадикальное состояние.

Наведено результати дослідження електродинамічних характеристик (ЕДХ) безбар'єрного розряду з електродами типу вістря - площина у разі прикладання високовольтного імпульсу позитивної полярності до вістря. Визначено ефективність синтезу озону (ЕСО) залежно від тривалості та частоти проходження імпульсів. Показано, що ЕДХ розряду й ЕСО в кисневмісних газових сумішах істотно залежать від параметрів імпульсного живлення. Як високовольтний комутатор використано швидкісний високовольтний напівпровідниковий ключ серії HTS-300 фірми BEHLKE Electronic Gmb (Germany).

Досліджено вплив різних факторів на закономірності низькотемпературного розкладу закріпленими на оксидних носіях гексаметилентетраміном (ГМТА / <$Eroman SiO sub 2>), ГМТА / <$Eroman {Al sub 2 O sub 3 }>), оксиальдимінопропілами <$Eroman {L~"/"~ Si bar }> (L1 - саліцилальдимінопропіл; L2 - 5-бромсаліцилальдимінопропіл; L3 - 2-гідроксинафтальдімінопропіл; L4 - 2-гідрокси-3-метоксибензальдимінопропіл; L5 - 2-гідрокси-3,5-дихлорацетофенонімінопропіл; L6 - 4-гідрокси-3-метоксибензальдимінопропіл), а також їх комплексами <$Eroman {MCl sub 2 ~ cdot ~ГМТА}~ cdot ~x roman {H sub 2 O~"/"~SiO sub 2 }> і <$Eroman {ML sub 2 ~"/"~ Si bar }> (M = Cu (II), Co (II), Mn (II)). Зазначено, що непротонована (молекулярна) форма ГМТА, зв'язана з поверхнею носіїв (<$Eroman {SiO sub 2 ,~Al sub 2 ~O sub 3 }> за допомогою водневих зв'язків, виявляє найбільшу активність під час розкладу озону. Запропоновано механізм взаємодії озону з ГМТА, що включає стадії ініціювання і промотування радикально-ланцюгового розкладу озону, який допомагає цілеспрямовано вводити домішки (<$Eroman { OH sup - ,~HCO sub 3 sup - }> і HCHO) і заміни кислого носія <$Eroman SiO sub 2> на нейтральний <$Eroman { Al sub 2 O sub 3 }> суттєво підвищити кінетичні та стехіометричні параметри реакції, а також одночасно розкласти озон до санітарних норм і максимального ступеня мінералізації ГМТА. Одержано ряди активності іммобілізованих на аеросилі лігандів - оксиальдимінів, а також їх комплексів з Cu (II), Co (II), Mn (II) у реакції розкладу озону. Визначено активність комплексів <$Eroman {ML sub 2 ~"/"~ Si bar }> як природу лігандів, центрального атома, а також як геометрія

Рассчитаны ab initio геометрические и электронные структуры комплексов воды с озоном методом МР2/МР4 в базисном наборе 6 - 311++G(d,p)/6 - 311++G(2d,2p). Проанализированы особенности геометрической структуры, распределение заряда на атомах и природа взаимодействия озона с кластерами воды на базе полученных теоретических данных. Стабилизационная энергия образования комплексов O3 - (H2O)1 - 6 находится в диапазоне - 9 - 22 кДж/моль. Результаты расчетов свидетельствуют о преобладании образования кислород-кислородной связи над водородной связью между кластерами воды и озона.

Проанализированы электронно-спиновые механизмы фотофизической и биохимической активации кислорода. Парамагнитный характер основного состояния молекулы O2 приводит к сильным спиновым запретам на химические реакции кислорода с органическими веществами, а также на оптические триплет-синглетные (T-S)-переходы в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Ускорение радиационных и безызлучательных T-S-переходов в молекуле O2 под влиянием растворителя, включая сенсибилизацию синглетного кислорода, <$E roman O sub 2 (a sup 1 DELTA sub g )>, а также T-S-переходы в реакциях O2 с энзимами, объединены под термином спин-катализ. Рассмотрены структура и энергетика низших состояний кислорода, а также его комплексов с энзимами и растворителями. С учетом спин-орбитального взаимодействия (СОВ) объяснено усиление вероятности перехода <$E a sup 1 DELTA sub g ~-~X sup 3 sum sub g sup ->, а также его тушение в различных растворителях (Р). Отмечена роль переноса заряда <$E roman {P sup + O sub 2 sup -}>, приводящая к росту СОВ между T-S-состояниями. Знания физических механизмов активации и тушения синглетного <$E roman O sub 2 (a sup 1 DELTA sub g )> кислорода важны не только для его детектирования in vivo (фотобиология), но и для понимания энзиматических процессов окисления кислородом.

Установлено, що у розчині оцтової кислоти озон реагує з нафталіном і 2-метилнафталіном переважно за подвійними зв'язками одного ароматичного кільця. Основними ідентифікованими продуктами озонування нафталіну та 2-метилнафталіну є мономерні пероксиди, поряд з якими утворюються смолоподібні продукти. Вперше запропоновано можливий механізм утворення нафтохінонів у разі оксидації нафталіну та 2-метилнафталіну озоном у рідкій формі. Показано, що введення в ароматичне кільце нафталіну метильної групи активізує молекулу під час реакції з озоном, у цьому випадку ефективна константа швидкості збільшується вдвічі. Встановлено, що нафталін і 2-метилнафталін окиснюються озоном за іонно-радикальним механізмом. У реакції з нафталіном озон витрачається за наступним механізмом: неланцюговим - на стадії ініціювання та ланцюговим - у реакціях із продуктами озонолізу ароматичного кільця. У реакції з 2-метилнафталіном озон витрачається тільки неланцюговим шляхом. Розглянуто можливий механізм утворення нафтохінонів.

Изучено влияние pH и температуры на кинетику разложения озона в воде. Показано, что в диапазоне от 4 до 8 pH она хорошо описывается уравнением реакции второго порядка. При повышении pH и температуры скорость разложения озона возрастает. Зависимость логарифма константы от pH при температуре 19 <$E symbol Р>C соответствует уравнению <$E roman {lg k sub (pH)}~=~-0,7~+~(0,49~symbol С~0,03)>(pH 4). Энергия активации разложения озона составляет <$E 76,0~symbol С~8,3> кДж/моль. Присутствие в растворе фосфат-ионов и третбутилового спирта существенно повышает скорость цепного процесса разложения.

Досліджено вплив умов (температура, концентрація кислоти, тривалість) кислотного модифікування природного клиноптилоліту на активність композиції CuCl2/Кл в реакції низькотемпературного розкладу озону, стаціонарний режим якого досягається у разі використання кислотно-модифікованого клиноптилоліту.

Описаны состав, строение и каталитическая активность в реакции низкотемпературного разложения озона закрепленных на аэросиле А-300 комплексов кобальта(II) с оксиальдиминопропилами, отличающихся природой и положением заместителя в бензольном кольце. Установлено влияние геометрии координационного узла и электронных эффектов заместителей в бензольном кольце на каталитическую активность комплексов кобальта(II) в реакции разложения озона.

Раскрыты основные свойства озона. Рассмотрены его биологические эффекты. Приведены примеры применения озона в медицинской практике. Внимание уделено вопросам озонирования воды. Исследовано влияние озона на жизнедеятельность гидробионов.