Die oorgangsmetale tantaal (Ta) en niobium (Nb), wat gewoonlik saam in die natuur gevind word, het soortgelyke chemiese en fisiese eienskappe, wat hul skeiding uitdagend maak. Daar is verskeie metodes vir die skeiding van hierdie twee metale beskikbaar, insluitende reduksie, fluorinering, chlorinering en vloeistof-vloeistofekstraksie. In ’n onlangse studie is die geskiktheid van vloeistof-vloeistofekstraksie vir die skeiding van Ta en Nb bevestig. In die studie is bevestig dat spesiëringdata benodig word om die verkrygde verdelingsdata te verduidelik. Omdat tradisionele tegnieke of instrumente wat die spesies kan identifiseer, egter nie geredelik vir Ta en Nb toegepas kan word nie, is daar besluit om vir hierdie doel van molekuulmodellering gebruik te maak.

Om die geskiktheid van molekuulmodellering te ondersoek is ’n gevallestudie gedoen, waar daar veronderstel is dat wanneer tantaalpentafluoried (TaF₅) in water opgelos word, dit stapsgewys met water reageer om uiteindelik tantaalpentahidroksied [Ta(OH)₅] en ander oksifluoriedspesies, insluitende TaOF₃, te vorm. Vanweë die beperkte literatuur oor TaF₅-reaksies met water, is in ’n eerste stap tantaalpentachloried (TaCl₅) en sy reaksies met water gebruik om die metode te ontwikkel. As deel van die modelontwikkeling en -verifikasie, is digtheidsfunksionaalteorie (DFT), waar verskillende funksionale en basisstelle vergelyk is, gebruik om die energie te bereken wat nodig is vir hierdie reaksies. Die geverifieerde model is daarna as ’n gevallestudie op TaF₅ toegepas.

Van die resultate word voorgestel in Figuur 1, waar spesie A TaF₅ met H₂O ’n intermediêre spesie B vorm, en waar die H₂O koördineer met die metaalkern van die TaF₅ in beide ’n aksiale en ekwatoriale posisie; C die stabiele Ta(H₂O)F₅-spesie; D die oorgangstoestand waar een van die H-atome van H₂O met een van die F-atome in TaF₅ bind voordat HF as produk afkom; en E TaF₄OH met die OH-groep in ’n aksiale posisie (−4.80 kcal/mol) of ekwatoriale posisie (−2.35 kcal/mol) vorm. By punt E het die geometrie verander vanaf trigonaalbipiramidaal na vierkantigpiramidaal.

Tydens die vergelyking van die resultate van TaCl₅ (metode verifikasie) met TaF₅ (gevallestudie) is soortgelyke data en tendense waargeneem. Hierdie waarnemings dui daarop dat die model geskik is vir die bestudering van die TaF₅-reaksies met H₂O. Verdere resultate het bevestig dat die vorming van Ta(OH)₅ en Ta₂O₅ vanaf die reaksie van TaX₅ (X = Cl of F) met water ’n endotermiese reaksie is, terwyl die vorming van Ta(H₂O)F₅ en TaF₄OH eksotermies is.

Toekomstige molekuulmodelleringswerk sal die ondersoek behels van die invloed van ’n suur op die metaal-H₂O-interaksie deur spesie-identifikasie in ’n waterige fase, soos in vloeistof-vloeistofekstrasie gevind word.