Thực hiện tính toán tối ưu hóa và tần số của phân tử nói trên bằng phương pháp RHF với hệ hàm cơ sở 6-31Gd,p ñể xác ñịnh: a.. Phân bố ñiện tích trên các nguyên tử của phân tử.. Từ bảng
Trang 1ðỀ THI Môn học: Phương pháp tính toán lượng tử mô phỏng trong quang phổ
Mã số ñề thi: 07/K19/2010
1 Xây dựng mô hình cho phân tử acrolein (CH2-CH-CHO) Lưu tập tin dữ liệu vào với tên
là acrol.gjf
2 Thực hiện tính toán tối ưu hóa và tần số của phân tử nói trên bằng phương pháp RHF với
hệ hàm cơ sở 6-31G(d,p) ñể xác ñịnh:
a Năng lượng của phân tử
b Phân bố ñiện tích trên các nguyên tử của phân tử
c Momen lưỡng cực của phân tử
d Bảng ñịnh hướng chuẩn Từ bảng ñịnh hướng chuẩn nhận xét về cấu trúc của phân
tử
e Bảng các thông số cấu trúc của phân tử sau khi tối ưu hóa (chiều dài liên kết, góc liên kết, góc nhị diện) Xác ñịnh ñộ dài liên kết của các liên kết C=O và liên kết C=C
f Lập bảng Vẽ phổ Raman và phổ hồng ngoại của acrolein Xác ñịnh tần số dao ñộng hóa trị của nhóm carbonyl C=O
Bài làm
1 Xây dựng mô hình cho phân tử acrolein (CH2-CH-CHO)
Mô hình cho phân tử acrolein (CH2-CH-CHO)
Trang 22 Thực hiện tính toán tối ưu hóa và tần số của phân tử nói trên bằng phương pháp RHF với hệ hàm cơ sở 6-31G(d,p) thu ñược:
a Năng lượng của phân tử
SCF Done: E(RHF) = -190.766791257 A.U after 1 cycles
Như vậy năng lượng phân tử là: -190.766791257 A.U
b Phân bố ñiện tích trên các nguyên tử của phân tử
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
Sự phân bố ñiện tích thể hiện trên hình vẽ bằng phần mềm Gaussview
Sự phân bố ñiện tích của phân tử CH2-CH-CHO
Trang 3c Momen lưỡng cực của phân tử
Dipole moment (field-independent basis, Debye):
X= 0.1354 Y= 2.9132 Z= 0.0000 Tot= 2.9163
d Bảng ñịnh hướng chuẩn
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 -
Từ bảng ñịnh hướng chuẩn ta thấy z=0 như vậy các phân tử nằm trong mặt phẳng OXY Vậy phân tử có cấu trúc phẳng
Ta có thể quan sát ñiều này bằng phần mềm Gaussview
Phân tử CH2-CH-CHO trong hệ tọa ñộ Descartes
Trang 4e Bảng các thông số cấu trúc của phân tử sau khi tối ưu hóa (chiều dài liên kết, góc liên kết, góc nhị diện)
-
! 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 tử CH -CH-CHO vẽ bằng Gaussview
Trang 5Xác ñịnh ñộ dài liên kết của các liên kết C=O
R7 R(3,8) C=O 1.1909
ðộ dài liên kết C=O là 1,1909
ðộ dài liên kết C=C
R1 R(1,2) C=C 1.3208
ðộ dài liên kết C=C là 1.3208
f Lập bảng tần số và cường ñộ dao ñộng hồng ngoại, Raman của acrolein
STT
Tần số (cm-1) Cường ñộ Tần số (cm-1) Cường ñộ
1
Trang 6Phổ hồng ngoại của CH2-CH-CHO
Phổ Raman của CH2-CH-CHO
Tần số dao ñộng hóa trị của nhóm carbonyl C=O là 2004.99 cm-1
• Ở tần số này phổ hồng ngoại có cường ñộ mạnh: 179,136