)

(

2

1

A

I+

=

=

,  

 

 

              (1)  

 

  

 

 

 

 

          (2) 

The global electrophilicity index (ω) was introduced by Parr et al. [13-15] and is 

given by: 

 

(

)

(

)

A

I

A

I

+

+

=

8

2

,  

            

                      (3) 

In considering the adsorption process from the point of view of the acid-basic 

interaction, the important quantitative parameters characterizing this process are the 
degree of charge transfer ΔN, that is, the interaction strength of acid-acceptor 
molecules (iron surface) and the donor base (investigated substances of the vapor phase 
of the extract) and the magnitude of the energy change that accompanies the formation 
of the complex. The electron charge transfer, ∆N, from base B to acid A, and the 
associated energy change ∆E is given as: 

 

  

)

(

2

B

A

A

B

N

+

=

,   

 

                 (4) 

 

  

 

(

)

(

)

В

А

А

В

Е

=

2

2

,  

 

 

         (5) 

χ = -μ – electronegativity, еV; η –chemical hardness, еV; A, B – Indices in 

formulas (3,4); A – characteristics of the molecule of the test substance; B –
characteristics of the elemental lattice of the surface of iron. 

The electronegativity of metal surface is replaced by the work function for Fe 

(110) surface, theoretically equals 4.82 eV and the hardness metal which equals 0 eV 
for bulk metals [13-15].  

These parameters will provide insights into the mechanism of the interaction of 

the extract components with mild steel surface.  

The results of quantum-chemical calculations of the energy parameters of 

molecules are presented in Tables 3 and 4. The HOMO energy (E

HOMO

) is often 

associated with the electron donating ability of the molecule, whereas the E

LUMO

 

indicates the ability of the molecule to accept electron. Therefore, high values of the 
E

HOMO

 indicate an increased tendency of the inhibitor to donate electron to the vacant 

d orbital of Fe in mild steel. Namely the HOMO regions for the molecules are the sites 
at which electrophiles attack and represent the active centers with the utmost ability to 
interact with the metal surface atoms. The highest E

HOMO

 values are obtained for 2-

Phenylacetaldehyde. 

On the other hand, the LUMO orbitals predict the regions where the molecules 

can accept electrons from the metal using antibonding orbitals to form feedback bonds. 

),

(

2

1

A

I

=

- 1451 -