مطالعه تئوری برهمکنش در کلاسترهای H2SO4…HNO…(H2O)n (n = 0-2)
۱-۲-۲-۴) همبستگی الکترونی.. ۱۳
۱-۲-۲-۴-۲)برهمکنشهای پیکربندی (CI) 16
۱-۲-۲-۴-۳) خوشههای جفت شده (CC) 17
۱-۲-۳) روشهای تابعیت چگالی ( DFT ) 17
۱-۳) مجموعههای پایه. ۱۸
۱-۳-۲) اوربیتالهای گوسینی.. ۱۹
۱-۳-۳) توابع قطبیده ۲۰
۱-۳-۴) توابع پخشیده ۲۱
۱-۳-۵) مجموعه پایه همبستگی سازگار ۲۱
۱-۳-۶) خطای ناشی از برهمنهی مجموعه پایه BSSE.. 22
۱-۴) تئوری اتمها در مولکولها ۲۵
فصل دوم: تئوری و مروری بر تحقیقات گذشته
۲-۱) شیمی اتمسفر محاسباتی.. ۲۹
۲-۲) پیوند هیدروژنی.. ۳۰
۲-۳) جابهجایی آبی و بررسی منشاء آن.. ۳۱
۲-۴) مروری بر مطالعات انجام شده ۳۷
فصل سوم: مطالعه تئوری برهم کنش در کلاستر های H2SO4…HNO…(H2O)n(n = 0-2)
۳-۱) جزئیات محاسباتی.. ۴۰
۳-۲) نتایج و بحث محاسبات نظری.. ۴۲
۳-۲-۱) کلاستر H2SO4…HNO… ۴۲
۳-۲-۲) کلاسترهایH2SO4…HNO…H2O… ۴۴
۳-۲-۳) کلاسترهای H2SO4…HNO…(H2O)2 49
۳-۲-۴) آنالیز فرکانس ارتعاشی.. ۵۸
۳-۲-۵) آنالیز برهمکنش چند-جسمی.. ۶۰
۳-۲-۶) آنالیز انرژی برهمکنش…. ۶۳
۳-۲-۷) بحث و نتیجهگیری.. ۶۵
منابع و مراجع.. ۶۶
پیوست
چکیده به زبان انگلیسی
عنوان به زبان انگلیسی
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول ۱-۱) دستهبندی نقاط بحرانی براساس ماتریس Hessian.. 26
جدول ۲-۱) ثابتهای نیروی غیرقطری (KA-X,A-H) برحسب mdyn Å-۱ برای هیدریدهای سه اتمی (برگرفته از مرجع۴۳) ۳۶
| برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت ۴۰y.ir مراجعه نمایید. |
جدول۳-۲-۱) خواص نقاط بحرانی پیوند بین مولکولی ساختار R در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 43
جدول ۳-۲-۲) انرژی پایداری (kcal/mol)، ساختار بهینه شده R در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 43
جدول۳-۲-۳) خواص نقاط بحرانی پیوند بین مولکولی ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 47
جدول ۳-۲-۴) انرژی پایداری (kcal/mol) و انرژی نسبی (kcal/mol)، ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 48
جدول۳-۲-۵) خواص نقاط بحرانی پیوند بین مولکولی ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 55
جدول ۳-۲-۶) انرژی پایداری (kcal/mol)و انرژی نسبی (kcal/mol)، ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 58
جدول ۳-۲-۷) تغییر طول (Å)و زاویه پیوند مولکول HNO، جابهجایی آبی فرکانس کششی پیوند N-H (1-cm) در ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…(H2O)n(n = 0-2) در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 59
جدول ۳-۲-۸) تجزیه انرژی برهمکنش (kcal/mol) در پایدارترین و ناپایدارترین کلاسترهای سهتایی ۶۱
جدول ۳-۲-۹) تجزیه انرژی برهمکنش (kcal/mol) در پایدارترین و ناپایدارترین کلاسترهای چهارتایی ۶۲
جدول ۳-۲-۱۰) مؤلفههای EDA (kcal/mol) برای انرژی برهمکنش ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…(H2O)n (n = 0-2) در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 64
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل ۱-۱) نقاط بحرانی در دو بعد…………………………………………………………………………………………..۲۵
شکل ۱-۲) نقاط بحرانی پیوند BCP برای مولکول فرمالدهید.. ۲۶
شکل ۱-۳) نقطه بحرانی حلقهای برای کمپلکس حاصل از دو مولکول فرمالدهید.. ۲۷
شکل ۲-۱) شکل شماتیک انتقال دانسیته الکترون، δe-، در کمپلکس پیوند هیدروژنی با جابهجایی آبی (A) و جابهجایی قرمز (B) 33
شکل ۲-۲) فاصلههای A-H بهینه شده براساس روبش A-X در هیدریدهای سه اتمی (برگرفته از مرجع۴۳) ۳۵
شکل ۳-۲-۱) کلاستر بهینه شده R در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ (فاصلههای بین مولکولی بر حسب آنگستروم) ۴۲
شکل ۳-۲-۲) گراف مولکولی ساختار R در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 42
شکل ۳-۲-۳) ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ (فاصلههای بین مولکولی برحسب آنگستروم) ۴۵
شکل ۳-۲-۴) گراف مولکولی ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 46
شکل ۳-۲-۵) ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ (فاصلههای بین مولکولی بر حسب آنگستروم) ۵۱
شکل ۳-۲-۶) گراف مولکولی ساختارهای بهینه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ.. 53
شکل ۳-۲-۷) نمودار دانسیته الکترونی در نقاط بحرانی پیوند هیدروژنی O…H در مقابل فاصله بین مولکولی O…H در تمام کلاسترهای مطالعه شده…..۵۷
چکیده
در کار حاضر، به مطالعه تئوری ساختارهای پایدار، انرژیهای پیوند و نحوه برهمکنش در کلاسترهای H2SO4…HNO…(H2O)n (n = 0-2) در سطح محاسباتی MP2/aug-cc-pVDZ پرداخته شد. حضور یک و دو مولکول H2O، برهمکنش میان دو مولکول HNO و H2SO4 را تقویت نموده و این نشان دهنده نقش مثبت مولکول H2O در گرفتن و به دام انداختن مولکول HNO توسط ذرات معلق H2SO4 میباشد. تئوری AIM به منظور نشان دادن مسیر برهمکنشها و دانسیته الکترونی نقاط بحرانی پیوند کلاسترها بکار برده شد و سپس به آنالیز برهمکنش چند-جسمی پرداخته شد. انقباض طول پیوند و جابهجایی آبی فرکانس کششی پیوند N-H، در نتیجهی تشکیل پیوند هیدروژنی اتفاق میافتد. براساس آنالیز EDA نشان داده شده است که اثرات الکترواستاتیک و قطبش در انرژی پایداری کلاسترها سهم بیشتری دارند.
فصل اول
مقدمه
یکی از پایههای فیزیک جدید مکانیک کوانتومی میباشد. عبارت مکانیک کوانتومی اولین بار در سال ۱۹۲۴ توسط بورن مطرح شد [۱]. مکانیک کوانتوم، توصیف صحیح از رفتار الکترونها میباشد. از دیدگاه تئوری، در مکانیک کوانتومی هر خاصیت اتم منفرد یا مولکول دقیقا قابل پیش بینی میباشد، اما عملا معادلات مکانیک کوانتومی برای هیچ سیستم شیمیایی به جز اتم هیدروژن به طور دقیق حل نشده است [۲].
شیمی کوانتومی دانش کاربرد مکانیک کوانتوم در مسائل مربوط به شیمی میباشد. به عنوان مثال در زمینه شیمی فیزیک از مکانیک کوانتوم در موارد زیر استفاده میشود :
* محاسبه خواص ترمودینامیکی گازها( مانند انتروپی، ظرفیت گرمایی)
* تفسیر طیفهای مولکولی، به منظور کمک به تعیین خواص مولکولی ( مانند طول، زوایای پیوندی و ممانهای دوقطبی)
* بررسی و محاسبه خواص حالتهای گذار در واکنشهای شیمیایی، به منظور تخمین ثابت سرعت [۳].
نگاهی به شیمی محاسباتی
با گذشت زمان نیاز به علوم کامپیوتری در جهان بیشتر میشود. در زمینه علوم پایه، علوم کامپیوتری گامهای موثری برداشته و گواه این امر طراحی و تولید صدها نرمافزار است، که با نرم افزارها، محاسبات راحتتر انجام میشود.
شیمی محاسباتی[۱] که به آن مدل سازی مولکولی[۲] نیز میگویند، تلاش مینماید نتایج مرتبط با مسائل شیمیایی را با استفاده از کامپیوتر بدست آورد. سوالهایی که به طور کلی به صورت محاسباتی مورد بررسی قرار میگیرند، عبارتند از:
* ساختار مولکولی (Molecular geometry )
* انرژی مولکولها وحالتهای گذار
* فعالیتهای شیمیایی (Chemistry reactivity)
* طیفهای NMR, UV, IR
* برهم کنشهای یک ماده با آنزیم و خصوصیات فیزیکی مواد [۱].
۱- روشهای محاسباتی:
در شیمی محاسباتی روشها به دو دسته تقسیم میشوند:
۱- روش مبتنی بر مکانیک مولکولی[۳] MMM
