Tài liệu đề thi môn môn học phương pháp tính toán lượng tử mô phỏng trong quang phổ đề 7

GVHD: PGS. TS. Huỳnh Thành ð t HVTH: Nguy n Thanh Tú ð THI Môn h c: Phương pháp tính toán lư ng t mô ph ng trong quang ph Mã s ñ thi: 07/K19/2010 1. Xây d ng mô hình cho phân t acrolein (CH2-CH-CHO). Lưu t p tin d li u vào v i tên là acrol.gjf. 2. Th c hi n tính toán t i ưu hóa và t n s c a phân t nói trên b ng phương pháp RHF v i h hàm cơ s 6-31G(d,p) ñ xác ñ nh: a. Năng lư ng c a phân t . b. Phân b ñi n tích trên các nguyên t c a phân t . c. Momen lư ng c c c a phân t . d. B ng ñ nh hư ng chu n. T b ng ñ nh hư ng chu n nh n xét v c u trúc c a phân t . e. B ng các thông s c u trúc c a phân t sau khi t i ưu hóa (chi u dài liên k t, góc liên k t, góc nh di n). Xác ñ nh ñ dài liên k t c a các liên k t C=O và liên k t C=C. f. L p b ng. V ph Raman và ph h ng ngo i c a acrolein. Xác ñ nh t n s dao ñ ng hóa tr c a nhóm carbonyl C=O. Bài làm 1. Xây d ng mô hình cho phân t acrolein (CH2-CH-CHO). Mô hình cho phân t acrolein (CH2-CH-CHO). Báo cáo môn: Phương pháp tính toán lư ng t mô ph ng trong quang ph 1 GVHD: PGS. TS. Huỳnh Thành ð t HVTH: Nguy n Thanh Tú 2. Th c hi n tính toán t i ưu hóa và t n s c a phân t nói trên b ng phương pháp RHF v i h hàm cơ s 6-31G(d,p) thu ñư c: a. Năng lư ng c a phân t . SCF Done: E(RHF) = -190.766791257 A.U. after 1 cycles Như v y năng lư ng phân t là: -190.766791257 A.U. b. Phân b ñi n tích trên các nguyên t c a phân t . Mulliken atomic charges: 1 1 C -0.215209 2 C -0.235377 3 C 0.373572 4 H 0.147789 5 H 0.175922 6 H 0.147687 7 H 0.103443 8 O -0.497827 Sum of Mulliken charges= 0.00000 S phân b ñi n tích th hi n trên hình v b ng ph n m m Gaussview S phân b ñi n tích c a phân t CH2-CH-CHO Báo cáo môn: Phương pháp tính toán lư ng t mô ph ng trong quang ph 2 GVHD: PGS. TS. Huỳnh Thành ð t HVTH: Nguy n Thanh Tú c. Momen lư ng c c c a phân t . Dipole moment (field-independent basis, Debye): X= 0.1354 Y= 2.9132 Z= 0.0000 Tot= 2.9163 d. B ng ñ nh hư ng chu n. Standard orientation: --------------------------------------------------------------------Center Atomic Atomic Coordinates (Angstroms) Number Number Type X Y Z --------------------------------------------------------------------1 6 0 1.315866 0.778305 0.000000 2 6 0 0.000000 0.892752 0.000000 3 6 0 -0.881678 -0.303266 0.000000 4 1 0 1.958808 1.639965 0.000000 5 1 0 1.779070 -0.191891 0.000000 6 1 0 -0.481503 1.856058 0.000000 7 1 0 -1.956455 -0.093199 0.000000 8 8 0 -0.488131 -1.427210 0.000000 --------------------------------------------------------------------- T b ng ñ nh hư ng chu n ta th y z=0 như v y các phân t n m trong m t ph ng OXY. V y phân t có c u trúc ph ng Ta có th quan sát ñi u này b ng ph n m m Gaussview Phân t CH2-CH-CHO trong h t a ñ Descartes Báo cáo môn: Phương pháp tính toán lư ng t mô ph ng trong quang ph 3 GVHD: PGS. TS. Huỳnh Thành ð t HVTH: Nguy n Thanh Tú e. B ng các thông s c u trúc c a phân t sau khi t i ưu hóa (chi u dài liên k t, góc liên k t, góc nh di n). ---------------------------! Optimized Parameters ! ! (Angstroms and Degrees) ! --------------------------------------------- ! Name Definition Value Derivative Info. ! -------------------------------------------------------------------------! R1 R(1,2) C=C 1.3208 -DE/DX = 0.0 ! R2 R(1,4) C-H 1.0751 -DE/DX = 0.0 ! R3 R(1,5) C-H 1.0751 -DE/DX = 0.0 ! R4 R(2,3) C-C 1.4859 -DE/DX = 0.0 ! R5 R(2,6) C-H 1.0769 -DE/DX = 0.0 ! R6 R(3,7) C-H 1.0951 -DE/DX = 0.0 ! R7 R(3,8) C=O 1.1909 -DE/DX = 0.0 ! A1 A(2,1,4) C=C-H 121.7583 -DE/DX = 0.0 ! A2 A(2,1,5) C=C-H 120.4922 -DE/DX = 0.0 ! A3 A(4,1,5) H-C-H 117.7495 -DE/DX = 0.0 ! A4 A(1,2,3) C=C-C 121.426 -DE/DX = 0.0 ! A5 A(1,2,6) C=C-H 121.5287 -DE/DX = 0.0 ! A6 A(3,2,6) C-C-H 117.0453 -DE/DX = 0.0 ! A7 A(2,3,7) C-C-H 115.3376 -DE/DX = 0.0 ! A8 A(2,3,8) C-C=O 124.3056 -DE/DX = 0.0 ! A9 A(7,3,8) H-C=O 120.3567 -DE/DX = 0.0 ! D1 D(4,1,2,3) H-C=C-C 180.0 -DE/DX = 0.0 ! D2 D(4,1,2,6) H-C=C-H 0.0 -DE/DX = 0.0 ! D3 D(5,1,2,3) H-C=C-C 0.0 -DE/DX = 0.0 ! D4 D(5,1,2,6) H-C=C-H 180.0 -DE/DX = 0.0 ! D5 D(1,2,3,7) C=C-C-H 180.0 -DE/DX = 0.0 ! D6 D(1,2,3,8) C=C-C=O 0.0 -DE/DX = 0.0 ! D7 D(6,2,3,7) H-C-C-H 0.0 -DE/DX = 0.0 ! D8 D(6,2,3,8) H-C-C=0 180.0 -DE/DX = 0.0 Phân t CH2-CH-CHO v b ng Gaussview Báo cáo môn: Phương pháp tính toán lư ng t mô ph ng trong quang ph 4 GVHD: PGS. TS. Huỳnh Thành ð t HVTH: Nguy n Thanh Tú Xác ñ nh ñ dài liên k t c a các liên k t C=O R7 R(3,8) 1.1909 C=O ð dài liên k t C=O là 1,1909 ð dài liên k t C=C R1 R(1,2) 1.3208 C=C ð dài liên k t C=C là 1.3208 f. L p b ng t n s và cư ng ñ dao ñ ng h ng ngo i, Raman c a acrolein. STT Raman T n s (cm-1) H ng ngo i (IR) Cư ng ñ T n s (cm-1) Cư ng ñ 1 Báo cáo môn: Phương pháp tính toán lư ng t mô ph ng trong quang ph 5 GVHD: PGS. TS. Huỳnh Thành ð t HVTH: Nguy n Thanh Tú Ph h ng ngo i c a CH2-CH-CHO Ph Raman c a CH2-CH-CHO T n s dao ñ ng hóa tr c a nhóm carbonyl C=O. là 2004.99 cm-1 • t n s này ph h ng ngo i có cư ng ñ m nh: 179,136 • còn ph Raman có cư ng ñ y u hơn: 16,3025 Báo cáo môn: Phương pháp tính toán lư ng t mô ph ng trong quang ph 6