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文檔簡(jiǎn)介
1、量 子 計(jì) 算 化 學(xué) 報(bào) 告姓 名: 李 麗 學(xué) 號(hào):2 0 1 2 1 0 1 2 1 7 此報(bào)告,我將從賴?yán)蠋煵贾玫膬傻烙?jì)算題來(lái)簡(jiǎn)單闡述我在這個(gè)課程中所學(xué)到的知識(shí):1. 過(guò)渡態(tài)的優(yōu)化;2.在氣相和液相中分子構(gòu)象的變化和能量的變化。一、TS searching N-3-丁烯基硝酮分子內(nèi)環(huán)加成反應(yīng)產(chǎn)物選擇性(反應(yīng)條件:甲苯中回流,甲苯的沸點(diǎn)是:T=383.75 K)。研究目的:化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)優(yōu)化計(jì)算方法:3-21G(d)1. 在GaussView 5.0軟件中繪制出合適的過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu),并找到合適的鍵長(zhǎng),保存成 .gif格式之后;用Gaussian 09W軟件打開(kāi) .gif 文件之后,輸入以下
2、命令對(duì)過(guò)渡態(tài)進(jìn)行優(yōu)化: % chk=F:GaussC-N-O1.chk # opt(modredundant) hf/6-31g(d) Title Card Required 0 1 B 2 16 F B 1 3 F我找到的優(yōu)化的鍵長(zhǎng)是CC : 2.28 ; CO : 2.322. 把優(yōu)化之后的過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu)的 .gif文件用Gaussian 09W軟件打開(kāi)之后,輸入以下命令: % chk=F:GaussC-N-O1-beautiful.chk # opt(modredundant,ts,noeigentest,calcfc) hf/3-21g freq Title Card Required 0
3、 1 B 2 16 A B 1 3 A打開(kāi)相應(yīng)的 .out文件,找到過(guò)渡態(tài)的焓值(H),熵值(S)和Cv填入下面的表格。3. 在GaussView 5.0軟件中打開(kāi)優(yōu)化后的過(guò)渡態(tài)的 .gif后,將兩個(gè)鍵長(zhǎng)調(diào)到比較大的狀態(tài),這樣就到了反應(yīng)物了,保存好。再用Gaussian 09W軟件打開(kāi)并輸入以下命令: % chk=F:GaussC-N-O1-reactor.chk # opt hf / 3-21g freq Title Card Required 0 1打開(kāi)相應(yīng)的 .out文件,找到反應(yīng)物的焓值(H),熵值(S)和Cv填入下面的表格。4. 重復(fù)以上的步驟計(jì)算第二種過(guò)渡態(tài)即可。(1 a.u. =
4、 627.51 kcal/mol)計(jì)算結(jié)果:如下熱力學(xué)量( T=273.15 K )RaTSaRbTSbH(a.u.)-0.51282-0.51264-0.51089-0.51079S (cal/mol/K) 84.28978.602 73.31176.483CV (cal/mol/K) 25.571 21.773 19.927 21.322 5. 由于采用軟件計(jì)算得出的結(jié)論是在 T=273K 的溫度下的數(shù)據(jù),因此,我們要采用下面的公式來(lái)計(jì)算 T=383.75 K 溫度下的數(shù)據(jù) (R=8.314 J / mol·K=1.986 cal / mol·K ; Cp = Cv +
5、 R ):熱力學(xué)量( T=383.75 K)RaTSaRbTSbH(a.u.)4.344203.674903.351303.59730S (cal/mol/K) 93.6584086.680080.761084.4080CV (cal/mol/K) 25.5710 21.7730 19.9270 21.3220 速率比:計(jì)算得:分析討論:由此可以看出,生成a產(chǎn)物的比率稍大于生成b產(chǎn)物。從表格中的數(shù)據(jù)可以看到對(duì)于焓值,我所得到的結(jié)果跟老師的有比較大的出入,不知道是什么原因?二、The energy difference between 1,2-Dichloroethane conformers
6、in solution研究目的: 1,2-二氯乙烷兩種不同的構(gòu)象在液相(環(huán)己烷)和氣相中能量和鍵長(zhǎng)的變化。計(jì)算方法: HF / 6-31+G(d) ; MP2 / 6-31+G(d)1. 在GaussView 5.0軟件中繪制出合適的對(duì)位交叉式和鄰位交叉式結(jié)構(gòu),保存成 .gif之后,用Gaussian 09W軟件打開(kāi) .gif 文件之后,輸入以下命令(氣相中): HF方法 % chk=F:GaussC2H4Cl2(cis).chk # opt hf / 6-31+G(d) Title Card Required 0 1 MP2方法 % chk=F:GaussC2H4Cl2(cis).chk #
7、 opt MP2 / 6-31+G(d) Title Card Required 0 1輸入以下命令(液相中)HF方法 % chk=F:GaussC2H4Cl2(cis).chk # opt hf/6-31G SCRF=(dipole,Solvent=cyclohexane) Title Card Required 0 1 3.65 MP2方法 % chk=F:GaussC2H4Cl2(cis)2MP2.chk # opt MP2/6-31+G(d) SCRF=(Solvent=cyclohexane) Title Card Required 0 1 3.65計(jì)算結(jié)果:以上計(jì)算出的結(jié)果,打開(kāi)
8、.out文件之后即可找到自己所需要的數(shù)據(jù),填入上面的表格即可(鍵長(zhǎng)的變化和能量的變化)。6-31+G(d)鍵長(zhǎng)能量C-CC-HC-Cl氣相中計(jì)算方法對(duì)位交叉式HF1.515801.077581.79272-997.03286211MP21.515001.090401.78624-997.55788800鄰位交叉式HF1.514431.078121.78678-997.02583398MP21.513381.092901.78113-997.55554550液相中(環(huán)己烷)對(duì)位交叉式HF1.504811.073471.87427-996.95751409MP21.518841.090641.89886-997.22732147鄰位交叉式HF1.502211.076891.86663-996.95539163MP21.512411.092421.78427-997.55795863分析討論: 從表格里的數(shù)據(jù),我們可以得出,不僅同一分子在氣相和液
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