Печать
Просмотров: 12503

Научная группа профессора А.Ю. Тимошкина

Обновлено

Научная группа кафедры общей и неорганической химии

Группа донорно-акцепторных взаимодействий

Руководитель группы: к.х.н., профессор с возложением исполнения обязанностей заведующего кафедрой общей и неорганической химии Алексей Юрьевич Тимошкин.

Руководитель онлайн курсов

  • «Неорганическая химия: введение в химию элементов» на платформе Coursrera; на платформе Stepik; на платформе НПОО.
  • «Строение вещества: от атомов и молекул до материалов и наночастиц» на платформе НПОО.

Состав научной группы

Руководитель группы

onh Timoshkin AYu

Руководитель группы

Тимошкин Алексей Юрьевич

к.х.н., профессор с возложением исполнения обязанностей заведующего кафедрой общей и неорганической химии

a.y.timoshkin@spbu.ru
(812) 4284071
Помещение 3154

onh Davidova EI

Давыдова Елена Иоановна

к.х.н., доцент

Помещения 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

e.davydova@spbu.ru

onh Pomogaeva AV

Помогаева Анна Владимировна

Ph.D., инженер-исследователь

Помещение 3156

(812) 4284071

annapomogaeva@gmail.com

onh Lisovenko AS

Лисовенко Анна Сергеевна

к.х.н., инженер-исследователь

Помещение 3156

(812) 4284071

lisovenkoanna@gmail.com

onh Kondratev YuV

Кондратьев Юрий Васильевич

д.х.н., доцент

Помещение 113

(812) 4284071

yourikondr@mail.ru

onh Kazakov IV

Казаков Игорь Владимирович

к.х.н., инженер-исследователь

Помещения 113, 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

kazaker@yandex.ru

onh Doynikov DA

Дойников Дмитрий Александрович

инженер-исследователь

Помещения 113, 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

d.a.doinikov@gmail.com

Аспиранты

onh Butlak AV

Бутлак Алина Викторовна

Помещения 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

st040537@student.spbu.ru

onh Zavgorodniy AS

Завгородний Артём Сергеевич

Помещения 113, 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

azagal2@ya.ru

onh Chernisheva AM

Чернышёва Анна Михайловна

Помещения 113, 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

anna.chern.11@gmail.com

Gugin Nikita Yurevich

Гугин Никита Юрьевич

Помещения 113, 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

nikita.gugin@yandex.ru

Студенты

Parfenyuk Tatyana Nikolaevna

Парфенюк Татьяна Николаевна

студентка магистратуры

Помещения 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

parfenyuk.t.n@gmail.com

Rastorguev Nikita Sergeevich

Расторгуев Никита Сергеевич

студент бакалавриата

Помещения 113, 3149, 3151, 3153, 3156

(812) 4284071

n-rastorguev@list.ru

Партнёры

  • Prof. M. Scheer (University of Regensburg),
  • Prof. J. Beckmann (University of Bremen),
  • Prof. F. Dielmann (University of Münster)
  • Prof. G. Frenking (Philipps-Universität Marburg),
  • Prof. J. Pinkas (University of Brno).

Позиции

По вопросам участия в конкурсе на позиции постдоков СПбГУ обращаться к руководителю научной группы А.Ю.Тимошкину (E-mail: a.y.timoshkin@spbu.ru).

Тематика, гранты, премии

Основные направления исследований

Работа научной группы связана с синтезом и характеризацией донорно-акцепторных (ДА) комплексов во всех агрегатных состояниях: в конденсированной, газовой и жидкой фазе, неводных растворах. Изучаются, в частности, структурные особенности ДА комплексов, их термическая устойчивость и процессы, происходящие при их нагревании, донорно-акцепторная стабилизация малых молекул и неорганических гетероциклов, газофазные реакции с участием ДА комплексов, процессы химического осаждения из газовой фазы. В последние годы активно исследуются амидобораны металлов главных подгрупп, донорно-акцепторно стабилизированные фосфинобораны и их тяжелые аналоги, суперкислоты Льюиса, комплексы галогенидов элементов 13 и 15 групп с азот-донорными лигандами.

Научно-исследовательские гранты за последние 5 лет

  • Грант РНФ-DFG 21-43-04404 «Смешанноэлементные соединения p-элементов», 2021-2023.
  • Грант РНФ 18-13-00196 «Шкалы кислотности кислот и суперкислот Льюиса», 2018-2020.
  • Грант СПбГУ-DFG «Донорно-стабилизированные мономерные пниктидоаланы и галланы», 2017-2019. Шифр в ИАС 12.65.44.2017.
  • Грант РНФ 14-13-00151 «Амидобораны металлов главных подгрупп: термическая устойчивость и механизмы разложения», 2014-2016. Шифр в ИАС 12.53.1173.2014.
  • Грант СПбГУ (Мероприятие 2) «Реакционная способность неорганических гетероциклов элементов 13-15 групп», 2014-2016. Шифр в ИАС 12.38.255.2014.

Стипендии и премии

  • Завгородний Артем — персональный грант СПбГУ-DAAD «Дмитрий Менделеев», 2018
  • Чернышева Анна — Именная стипендия Правительства Санкт-Петербурга студентам образовательных организаций высшего образования и среднего профессионального образования в 2018–2019 учебном году
  • Чернышева Анна — персональный грант СПбГУ 28875246 (Мероприятие 6 в номинации «Стажировки») 2018
  • Чернышева Анна — персональный грана СПбГУ 12.42.719.2017 (Мероприятие 6 в номинации «Стажировки») 2017
  • Гугин Никита — Победитель XXVIII Менделеевского конкурса студентов-химиков, Новосибирск, 2018
  • Чернышева Анна — призер XVI конференция молодых ученых «Актуальные проблемы неорганической химии: от фундаментальных исследований к современным технологиям», Москва, 2017
  • Щербина Надежда — призер II школа-конференция «Направленный дизайн веществ и материалов с заданными свойствами» в номинации «Лучший старт», Санкт-Петербург, 2017

Публикации

Список ключевых публикаций группы

10.1002 ejic.201900817A. V. Butlak, I. V. Kazakov, A. Stauber, O. Hegen, M. Scheer, A. V. Pomogaeva, A. Y. Timoshkin Thermal decomposition of donor-stabilized phosphinoborane PH2BH2NMe3: a tensimetry study Eur. J. Inorg. Chem. 2019, N. 35, P. 3885-3891. DOI: 10.1002/ejic.201900817

10.1039 C9DT04698DA.M. Chernysheva, M. Weinhart, M. Scheer, A. Y. Timoshkin Normal to abnormal ItBu•AlH3 isomerization in solution and in the solid state. Dalton Trans., 2020, Vol. 49, N. 15, P. 4665-4668. DOI: 10.1039/C9DT04698D

10.1039 D0CE00541JN. Y. Gugin, A. Virovets, E. Peresypkina, E. I. Davydova, A. Y. Timoshkin Structural Variety of Aluminium and Gallium Coordination Polymers Based on Bis-pyridylethylene: From Molecular Complexes to Ionic Networks. CrystEngComm, 2020, Vol. 22, N. 27, P. 4531–4543. DOI: 10.1039/D0CE00541J

10.1039 c8sc02981dEDGE ARTICLE: J. F. Kögel, A. Y. Timoshkin, A. Schröder, E. Lork, J. Beckmann, Al(OCArF3)3 - A Thermally Stable Lewis Superacid. // Chem . Sci ., 2018, 9, N. 43, 8178-8183. doi.org/10.1039/c8sc02981d

10.1021 jp801609zCENTENNIAL FEATURE ARTICLE: Timoshkin A.Y., Schaefer H.F. From Charge Transfer Complexes to Nanorods. // J. Phys. Chem . C . 2008, Vol. 112, N. 36, P. 13816 - 13836. doi.org/10.1021/jp801609z

REVIEW: Davydova E.I., Sevastianova T.N., Suvorov A.V., Timoshkin A.Y. Molecular complexes formed by halides of group 4,5,13-15 elements and the thermodynamic characteristics of their vaporization and dissociation found by the static tensimetric method. // Coord. Chem. Rev. 2010, Vol. 254, N. 17-18, P. 2031-2077. doi.org/10.1016/j.ccr.2010.04.001

REVIEW: Timoshkin A.Y. Group 13 imido metallanes and their heavier analogs [RMYR’]n (M=Al,Ga,In; Y=N,P,As,Sb). // Coord. Chem. Rev. 2005, Vol. 249, N. 19-20, P.2094-2131. doi.org/10.1016/j.ccr.2005.03.016

REVIEW: Davydova E. I., Sevastianova T.N., Timoshkin A. Y. Molecular complexes of group 13 element trihalides, pentafluorophenyl derivatives and Lewis superacids. Coord. Chem. Rev., 2015, Vol. 297-298, P. 91-126. doi.org/10.1016/j.ccr.2015.02.019

Mück L.A., Timoshkin A.Y., von Hopffgarten M., Frenking G. Donor Acceptor Complexes of Noble Gases. // J. Am. Chem. Soc., 2009, Vol. 131, № 11, P. 3942–3949. dx.doi.org/10.1021/ja805990h

Timoshkin A.Y., Suvorov A.V., Bettinger H.F., Schaefer H.F. Role of the Terminal Atoms in the Donor-Acceptor Complexes MX3-D (M=Al,Ga,In; X=F,Cl,Br,I; D=YH3, YX3, X-; Y=N,P,As) // J. Am. Chem . Soc ., 1999, V. 121, N. 24, P. 5687-5699. doi.org/10.1021/ja983408t

Timoshkin A.Y., Bettinger H.F., Schaefer H.F. // The Chemical Vapor Deposition of Aluminum Nitride: Unusual Cluster Formation in the Gas Phase. J. Am. Chem. Soc., 1997, V. 119, N. 24, P. 5668-5678. doi.org/10.1021/ja964163s

Список основных публикаций группы за последние 5 лет

  • A.M. Chernysheva, M. Weinhart, M. Scheer, A. Y. Timoshkin Normal to abnormal ItBu•AlH3 isomerization in solution and in the solid state. Dalton Trans., 2020, Vol. 49, N. 15, P. 4665-4668. https://www.doi.org/10.1039/C9DT04698D
  • N. Y. Gugin, A. Virovets, E. Peresypkina, E. I. Davydova, A. Y. Timoshkin Structural Variety of Aluminium and Gallium Coordination Polymers Based on Bis-pyridylethylene: From Molecular Complexes to Ionic Networks. CrystEngComm, 2020, Vol. 22, N. 27, P. 4531–4543. https://www.doi.org/10.1039/D0CE00541J
  • A. V. Butlak, I. V. Kazakov, A. Stauber, O. Hegen, M. Scheer, A. V. Pomogaeva, A. Y. Timoshkin Thermal decomposition of donor-stabilized phosphinoborane PH2BH2NMe3: a tensimetry study. Eur. J. Inorg. Chem. 2019, N. 35, P. 3885-3891. https://www.doi.org/10.1002/ejic.201900817
  • Е. И. Давыдова, Д. А. Дойников, И. В. Казаков, И. С. Краснова, Т. Н. Севастьянова, А. В. Суворов, А. Ю. Тимошкин, Исследование неорганических и координационных соединений статическим тензиметрическим методом от Менделеева до наших дней, Журнал Общей Химии, 2019, том 89, № 6, с. 843–859. https://doi.org/10.1134/S1070363219060021
  • O. Hegen, J. Braese, A. Y. Timoshkin, M. Scheer, Bidentate Phosphanyl- and Arsanylboranes. Chem. Eur. J., 2019, Vol. 25, N. 2. P. 485-489. https://doi.org/10.1002/chem.201804772
  • E. I. Davydova, A. Virovets, E. Peresypkina, A. V. Pomogaeva, A. Y. Timoshkin, Crystal Structures of Antimony(III) Chloride complexes with Pyridine. Polyhedron, 2019, Vol. 158, P. 97-101. https://doi.org/10.1016/j.poly.2018.10.056
  • А.С. Завгородний, А.Ю. Тимошкин, Термическое разложение боразина в ненасыщенном паре. ЖОХ, 2018, Т. 88, № 12, 1955-1959. https://doi.org/10.1134/S0044460X18120041
  • A. V. Pomogaeva, A. Y. Timoshkin, M. Scheer, Why do B-P and Al-P polymers differ? Structures, stability and electronic properties of chain and ring [H2PEH2]n oligomers (E = B, Al; n = 1-15). Chem. Eur. J., 2018, V. 24, N. 64, P. 17046-17054. https://doi.org/10.1002/chem.201803008
  • O. Hegen, A. V. Virovets, A. Y. Timoshkin, M. Scheer, The Lewis base stabilized diphenylsubstituted Arsanylborane – A versatile building block for arsanylborane oligomers. Chem. Eur. J., 2018, V. 24, N. 62, P. 16521-16525. https://doi.org/10.1002/chem.201804341
  • J. F. Kögel, A. Y. Timoshkin, A. Schröder, E. Lork, J. Beckmann, Al(OCArF3)3 - A Thermally Stable Lewis Superacid. Chem. Sci., 2018, 9, N. 43, 8178-8183. https://doi.org/10.1039/c8sc02981d
  • J. Braese, A. Schinabeck, M. Bodensteiner, H. Yersin, A. Y. Timoshkin, M. Scheer, Gold(I) Complexes Containing Phosphanyl- and Arsanylborane Ligands. Chem. Eur. J., 2018, 24, 10073-10077. https://doi.org/10.1002/chem.201802682
  • Kondrat'ev, Yu. V., Butlak, A. V., Kazakov, I. V., Krasnova, I. S., Chislov, M. V., Timoshkin, A. Yu., Heat Effects of the Thermal Decomposition of Amidoboranes of Potassium, Calcium, and Strontium, Russ. J. Phys. Chem. A 2018, Vol. 92, № 4, pp 640–645. http://dx.doi.org/10.1134/S0036024418040143
  • S. Heinl, A. Y. Timoshkin, J. Müller, M. Scheer, Unexpected differences in the reactivity between the phosphorus and arsenic derivatives [(CpBIGFe)2(µ,η4:4-E4)] (E = P and As). Chem. Commun. 2018, Vol. 54, N. 18, P. 2244-2247. . https://doi.org/10.1039/c7cc09730a
  • C. Marquardt, O. Hegen, A. Vogel, A. Stauber, M. Bodensteiner, A. Y. Timoshkin, M. Scheer, Depolymerization of Poly(phosphinoboranes): From Polymers to Lewis Base Stabilized Monomers. Chem. Eur. J. 2018, Vol. 24, N. 2, P. 360-363. https://doi.org/10.1002/chem.201705510
  • Doinikov, D. A., Kazakov, I. V., Krasnova, I. S., Timoshkin, A. Yu., An automatic digital tensimeter with a membrane zero-​manometer. Russ. J. Phys. Chem. A 2017, 91, 1603–1608. https://doi.org/10.1134/S0036024417080088
  • Kazakov I.V., Butlak A.V., Shelyganov P.A., Suslonov V.V., Timoshkin A.Y. Reversible structural transformations of Rubidium and Cesium amidoboranes . Polyhedron, 2017, Vol. 127, P. 186-190. https://doi.org/10.1016/j.poly.2017.01.062
  • O. Hegen, C. Marquardt, A. Y. Timoshkin, M. Scheer. A convenient Route to mixed Pnictogenylboranes. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, Vol. 56, N. 41, p. 12783–12787. https://doi.org/10.1002/anie.201707436
  • Pomogaeva A.V., Timoshkin A.Y. The effect of terminal substituents on the electronic properties of rod-shaped [HGaNH]n oligomers. Physical Chemistry Chemical Physics, 2016, Vol. 18, N. 29, P. 19859-19865. https://doi.org/10.1039/c6cp02576e
  • El Hamdi M., Solà M., Poater J., Timoshkin A. Y. Complexes of adamantane-based group 13 Lewis acids and superacids: bonding analysis and thermodynamics of hydrogen splitting. J. Comput. Chem. 2016, Vol. 37, N. 15., P. 1355-1362. https://doi.org/10.1002/jcc.24328
  • Pomogaeva A.V., Morokuma K, Timoshkin A.Y. Trimeric cluster of lithium amidoborane - the smallest unit for the modeling of hydrogen release mechanism. J. Comput. Chem., 2016, Vol. 37, N. 14, P. 1259-1264. https://doi.org/10.1002/jcc.24316
  • Doinikov D.A., Kollhammerova I., Löbl J., Necas M., Timoshkin A.Y , Pinkas J. Alumazene adducts with acetonitrile: structure and thermal stability. J. Organomet. Chem. 2016, Vol. 809, P. 38-44. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2016.02.039
  • Kondrat’ev Yu.V, Butlak A.V., Kazakov I.V., Timoshkin A.Y. Sublimation and thermal decomposition of ammonia borane: competitive processes controlled by pressure. Therm. Acta, 2015, Vol. 622, P. 64-71. https://doi.org/10.1016/j.tca.2015.08.021

Оборудование

Масс-спектрометр Thermoscientific ISQ с контроллером прямого ввода Direct Insertion Probe (DIP). Компактный масс-спектрометр квадрупольного типа позволяет проводить масс-спектрометрическое исследование твердых, жидких и газообразных образцов. Перевод твердых и жидких образцов в газовую фазу осуществляется при помощи DIP с осуществлением программируемого нагрева образца в интервале температур 30–450 °С. Ионизация осуществляется электронным ударом с энергией электронов 70 eV. Сбор и анализ данных осуществляется при помощи программного пакета Thermo Scientific Xcalibur.

TimoshkinEquipm 1

ИК-спектрометр Shimadzu IR Prestige-21. Позволяет производить измерение ИК-спектров образцов в диапазоне длин волн 250–7800 см-1 с разрешением 0,5–1 см-1 и отношением сигнал/шум равным 40000:1. Для сбора и анализа данных применяется программное обеспечение IRsolution.

Автоматизированные тензиметрические установки являются уникальной разработкой, обеспечивающей возможность непрерывного и длительного измерения давления и температуры в закрытой стеклянной системе. В настоящее время возможны измерения в диапазоне температур от -196 °С до 1000 °С и давлений 1–760 мм рт.ст. Сбор и первичный анализ данных осуществляется на базе разработанного в лаборатории программного обеспечения на базе языка программирования LabView. Анализ результатов проведенных исследований позволяет сделать заключения о термической устойчивости соединений, термодинамических характеристик процессов диссоциации, сублимации и испарения, кинетики протекающих процессов.

Дифференциальный автоматический калориметр испарения ДАК1-1а применяется для прямого определения тепловых эффектов процессов сублимации, испарения и диссоциации в интервале температур 25–210 °С.

Для работ с соединениями, чувствительными к влаге и кислороду, лаборатория оснащена перчаточным боксом InertLab 2GB с атмосферой из высокочистого аргона (остаточное содержание влаги и кислорода менее 0,1 ppm). Перчаточный бокс оснащен морозильной камерой (до -35 °С) и весами, что позволяет проводить полный спектр синтетических работ и приготовления образцов для последующей характеризации. Линии Шленка такжн используются для работ в атмосфере аргона.

Для выполнения синтетических работ в стеклянных цельнопаяных вакуумированных системах в лаборатории устроена стеклодувная мастерская.

TimoshkinEquipm 7

История

В 1952 г. по предложению профессора С. А. Щукарева Г. И. Новиковым была основана лаборатория высокотемпературной химии для изучения термодинамических свойств галогенидов переходных металлов. В 1965 г. лабораторию возглавил А. В. Суворов и тематика исследований сместилась от галогенидных комплексов редкоземельных металлов в сторону более летучих молекулярных комплексов непереходных элементов. В начале 1980-х годов Ю.В. Кондратьевым были созданы калориметрические установки, которые позволили начать исследование молекулярных комплексов в неводных растворах и, тем самым, добавить к трем состояниям чистого вещества еще и его состояние в растворе. В результате, начиная с 1980-х годов, лаборатория становится и до сих пор остается одной из немногих лабораторий в мире, в которой проводится весь цикл термодинамических исследований молекулярных комплексов — определение термодинамических характеристик процессов образования кристаллических соединений процессов их растворения в различных растворителях, их плавления, испарения, диссоциации при переходе в пар или в газовой фазе. В 2000-х годах чисто экспериментальные исследования дополнились квантово-химическими расчетами структурных и энергетических характеристик молекулярных комплексов.

После упразднения лаборатории в связи с реорганизацией структуры химического факультета научную группу донорно-акцепторных взаимодействий возглавил А. Ю. Тимошкин. В настоящий момент в группе активно используются следующие методы исследования: тензиметрия, калориметрия, масс-спектрометрия, квантово-химические расчеты.