Đang tải... (xem toàn văn)
Hóa học lượng tử bắt đầu phát triển từ khoảng những năm 30 của thế kỷ XX và ngày càng chứng tỏ là một lý thuyết không thể thiếu trong mọi lĩnh vực hóa học. Hóa học lượng tử là ngành khoa học nghiên cứu các hệ lượng tử dựa vào phương trình chính tắc của cơ học lượng tử do Schrödinger đưa ra năm 1926, và nhanh chóng trở thành công cụ hữu ích của hóa lý thuyết để đi sâu tìm hiểu, nghiên cứu vấn đề cốt lõi nhất của hóa học là cấu trúc và các tính chất hóa lý của các hệ. Trên thực tế, phương trình Schrödinger đối với hệ nhiều hạt rất phức tạp không thể giải được một cách chính xác mà phải giải bằng các phương pháp gần đúng. Có rất nhiều phương pháp gần đúng với mức độ chính xác khác nhau như INDO, ZINDO, CNDO, MPn... Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, các phần mềm ứng dụng của HHLT và hóa lý thuyết đã trở thành những công cụ đắc lực trong việc hoàn chỉnh các phương pháp tính và đặc biệt cho phép giải các bài toán lớn, phức tạp với tốc độ xử lý nhanh, ít tốn kém. Các phần mềm tính toán cho hóa học đã được xây dựng như MOPAC, HYPERCHEM, GAUSSIAN… có thể vận hành trên nhiều hệ điều hành khác nhau, với các phiên bản thường xuyên được nâng cấp. Trong số đó, GAUSSIAN là phần mềm phát triển vượt trội với các phương pháp tính bán kinh nghiệm khá hiệu quả, được nhiều nhà nghiên cứu chuyên nghiệp sử dụng. Với độ chính xác cao, đây là một công cụ hữu hiệu hỗ trợ các nhà hóa học lý thyết và thực nghiệm trong nghiên cứu của mình. Cùng với sự phát triển của các phần mềm tính toán hóa học, các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều phản ứng xảy ra trong thời gian ngắn, xảy ra ở các điều kiện khắc nghiệt, quá trình phản ứng phức tạp với nhiều trạng thái trung gian và trạng thái chuyển tiếp, từ đó củng cố và đưa ra cơ sở lý thuyết đúng đắn để nghiên cứu thực nghiệm. Phản ứng của gốc CH2CO (cetene) với gốc NCO (isocyanate) là một phản ứng như vậy. Thực nghiệm đã cho biết phản ứng xảy ra theo cơ chế phức tạp và có nhiều sản phẩm, trong đó sản phẩm chính là CH2NCO + CO. Tuy nhiên, cơ sở lý thuyết của phản ứng trên chưa được nghiên cứu một cách kĩ lưỡng. Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Khảo sát phản ứng CH2CO + NCO bằng phương pháp tính lượng tử” để làm hướng nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ này.
MỤC LỤC 2.2.7.1. Phương pháp đường đồng thời (synchronous transit) 35 2.2.7.2. Băng khuỷu đàn hồi (nudged elastic band) 35 2.2.7.3. Phương pháp chuỗi 36 Phương pháp chuỗi để định vị trạng thái chuyển tiếp tương tự như NEB theo nhiều cách. Phương pháp cũng bao gồm một loạt các ảnh theo một ước đoán của MEP, nhưng trong trường hợp này, ảnh được di chuyển theo hai bước. Trước tiên, các ảnh được di chuyển theo lực tác động và vuông góc với đường dẫn. Sử dụng sự nội suy, chuyển các ảnh theo khoảng cách ngắn dọc theo MEP để chắc chắn rằng chúng cách nhau. Những sự khác nhau của phương pháp chuỗi gồm các phương pháp chuỗi tiếp diễn, trong đó việc đoán đường phản ứng được tạo ra như chương trình tiếp diễn 36 2.2.7.4. Phương pháp dimer (nhị hợp) 36 !"#$%&'$(#)*+, /#$(01(#12 33 *,'(4$5 62),, !$#71'#112.'18$#.9:33 **;6<#2#),, =$'1('#1233 *<2#>?#26.@ ),,, /#1#12%22.%22.=33 *:#(<"$(#)*+ /# ##(1#0/2A&#/#9#20?BC. '$33 *D:@"C(#),, $#2'#1(@22.E=F=/=?!#$271'#12=. <>(#G&2.9&33 *&## %11),*, H##(#12.'##"#.9&33 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa học lượng tử bắt đầu phát triển từ khoảng những năm 30 của thế kỷ XX và ngày càng chứng tỏ là một lý thuyết không thể thiếu trong mọi lĩnh vực hóa học. Hóa học lượng tử là ngành khoa học nghiên cứu các hệ lượng tử dựa vào phương trình chính tắc của cơ học lượng tử do Schrödinger đưa ra năm 1926, và nhanh chóng trở thành công cụ hữu ích của hóa lý thuyết để đi sâu tìm hiểu, nghiên cứu vấn đề cốt lõi nhất của hóa học là cấu trúc và các tính chất hóa lý của các hệ. Trên thực tế, phương trình Schrödinger đối với hệ nhiều hạt rất phức tạp không thể giải được một cách chính xác mà phải giải bằng các phương pháp gần đúng. Có rất nhiều phương pháp gần đúng với mức độ chính xác khác nhau như INDO, ZINDO, CNDO, MP n Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, các phần mềm ứng dụng của HHLT và hóa lý thuyết đã trở thành những công cụ đắc lực trong việc hoàn chỉnh các phương pháp tính và đặc biệt cho phép giải các bài toán lớn, phức tạp với tốc độ xử lý nhanh, ít tốn kém. Các phần mềm tính toán cho hóa học đã được xây dựng như MOPAC, HYPERCHEM, GAUSSIAN… có thể vận hành trên nhiều hệ điều hành khác nhau, với các phiên bản thường xuyên được nâng cấp. Trong số đó, GAUSSIAN là phần mềm phát triển vượt trội với các phương pháp tính bán kinh nghiệm khá hiệu quả, được nhiều nhà nghiên cứu chuyên nghiệp sử dụng. Với độ chính xác cao, đây là một công cụ hữu hiệu hỗ trợ các nhà hóa học lý thyết và thực nghiệm trong nghiên cứu của mình. Cùng với sự phát triển của các phần mềm tính toán hóa học, các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều phản ứng xảy ra trong thời gian ngắn, xảy ra ở các điều kiện khắc nghiệt, quá trình phản ứng phức tạp với nhiều trạng thái trung gian và trạng thái chuyển tiếp, từ đó củng cố và đưa ra cơ sở lý thuyết đúng đắn để nghiên cứu thực nghiệm. Phản ứng của gốc CH 2 CO (cetene) với gốc NCO (isocyanate) là một phản ứng như vậy. Thực nghiệm đã cho biết phản ứng xảy ra theo cơ chế phức tạp và có nhiều sản phẩm, trong đó sản phẩm chính là CH 2 NCO + CO. Tuy nhiên, cơ sở lý thuyết của phản ứng trên chưa được nghiên cứu một cách kĩ lưỡng. Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Khảo sát phản ứng CH 2 CO + NCO bằng phương pháp tính lượng tử” để làm hướng nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ này. 2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU Trong những năm gần đây, nhiều công trình, đề tài nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực hóa học đã sử dụng công nghệ thông tin, các phần mềm ứng dụng trong HHLT để nghiên cứu và đã mang lại những thành công lớn. Tuy nhiên đề tài của chúng tôi có thể lần đầu tiên được nghiên cứu ở Việt Nam. 3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi sử dụng phương pháp tính và bộ hàm cơ sở thích hợp nhằm thu được các số liệu cần thiết về các chất ban đầu, sản phẩm. Tiếp theo, chúng tôi xây dựng đường phản ứng, kết hợp với sử dụng thuật toán để tìm trạng thái trung gian, trạng thái chuyển tiếp của từng đường phản ứng. Sau đó tính toán các giá trị nhiệt động, kết luận hướng ưu tiên của phản ứng. Kết quả thu được bằng phương pháp tính ở trên, chúng tôi sẽ sử dụng ở nhiều mức độ khác nhau trong việc nghiên cứu thực nghiệm về phản ứng, cũng như tiếp cận với một hướng nghiên cứu mới về phản ứng bằng các phương pháp tính HHLT với sự hỗ trợ của máy tính. 4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 4.1. Tối ưu hoá các chất tham gia phản ứng, sản phẩm để tìm trạng thái bền. 4.2. Sử dụng phương pháp QST2 (quadratic synchronous transit) để tìm trạng thái chuyển tiếp (TS) của các quá trình. 4.3. Tối ưu cấu trúc trạng thái chuyển tiếp vừa tìm được. 4.4. Dò đường phản ứng từ TS đến chất tham gia và sản phẩm phản ứng bằng toạ độ thực phản ứng (IRC) để kiểm tra lại TS vừa tìm được. 4.5. Tối ưu cấu trúc hình học các điểm đầu hoặc điểm cuối của đường IRC. Từ đó xây dựng đường phản ứng và tính các đại lượng nhiệt động học của phản ứng. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1. Học tập cơ sở lý thuyết của đề tài bao gồm: * Cơ sở hóa học lượng tử. * Phương pháp tính lượng tử. 5.2. Sử dụng phần mềm Gaussian 09 để tối ưu hóa các chất tham gia phản ứng, các sản phẩm, tiếp đến là tìm các trạng thái trung gian và chuyển tiếp bằng thuật toán QST2. Tiến hành tối ưu các trạng thái trung gian và chuyển tiếp. Đưa ra các thông số cấu trúc của các chất như độ dài liên kết, góc liên kết, góc vặn. Thiết lập đường phản ứng, tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng, hệ số tỉ lệ, hằng số cân bằng. Sau đó kết luận về hướng ưu tiên của phản ứng. Từ kết quả thu được, chúng tôi sẽ nghiên cứu các hướng phản ứng khác. Sau đó nghiên cứu tới khả năng vận dụng lý thuyết của phản ứng trong thực nghiệm như điều chế oxit nitơ, đốt cháy các hợp chất chứa nitơ 6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Luận văn gồm các phần: mở đầu, nội dung, kết luận, tài liệu tham khảo và mục lục. Phần nội dung chính gồm 3 chương: Chương 1. Cơ sở hóa học lượng tử Chương 2. Tổng quan về hệ nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu Chương 3. Kết quả tính và thảo luận Phần 1: Kết quả tính và phân tích Phần 2: Áp dụng trong thực tế Chúng tôi hy vọng kết quả của luận văn có thể góp phần nhỏ vào việc cung cấp các tham số lượng tử, giải thích phản ứng theo cơ sở lý thuyết đúng đắn, góp phần làm cơ sở cho việc nghiên cứu phản ứng của NCO cũng như CH 2 CO sau này. NỘI DUNG CHƯƠNG 1- CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÓA HỌC LƯỢNG TỬ 1.1. PHƯƠNG TRÌNH SCHRÖDINGER 1.1.1. Phương trình Schrödinger [2], [6] Trạng thái dừng là trạng thái lượng tử của hệ có năng lượng không phụ thuộc thời gian. Phương trình Schrödinger ở trạng thái dừng là phương trình quan trọng nhất của HHLT, có dạng: µ H ψ = Εψ (1.1) Trong đó: µ µ µ r (r ) H = T + U là toán tử Halmilton của hệ. (1.2) µ 2 2 T 2m = − ∇ h là toán tử động năng của hệ (1.3) 2 ∇ là toán tử Laplace µ r (r) U là toán tử thế năng của hệ, dạng của nó phụ thuộc vào trường lực. ψ là hàm sóng mô tả trạng thái của hệ lượng tử trong trường lực đặc trưng bởi toán tử thế năng µ r (r) U . Hàm sóng là một hàm xác định, đơn trị, liên tục, khả vi và nói chung là hàm phức. *. d ψ ψ τ biểu thị xác suất tìm thấy hệ trong nguyên tố thể tích dτ của không gian cấu hình của hệ. Hàm sóng ψ phải thỏa mãn điều kiện chuẩn hóa: 2 * d d 1 ψ ψ = ψ ψ τ = ψ τ = ∫ ∫ (1.4) E là năng lượng toàn phần của hệ ở trạng thái được mô tả bởi hàm ψ bao gồm động năng và thế năng. Giải phương trình hàm riêng, trị riêng (1.1) thu được nghiệm là năng lượng E và hàm sóng ψ , từ đó có thể rút ra những thông tin về hệ lượng tử. Như vậy, khi xét hệ lượng tử ở một trạng thái dừng thì điều quan trọng là phải giải phương trình hàm sóng ở trạng thái đó. 1.1.2. Hệ nhiều electron [2], [4], [6] 1.1.2.1. Sự gần đúng Born-Oppenheimer Khi nghiên cứu hệ nhiều electron, ta phải thiết lập phương trình Schrödinger và áp dụng các phương pháp gần đúng để giải. Sự gần đúng Born-Oppenheimer là phương pháp đầu tiên nhằm làm đơn giản hóa việc giải phương trình sóng, bằng cách tách riêng chuyển động của mỗi electron và hạt nhân. Sự gần đúng này coi hạt nhân đứng yên, xét chuyển động của mỗi electron trong trường lực tạo bởi các hạt nhân và các electron còn lại. Đây là một sự gần đúng tốt bởi vì các electron chuyển động nhanh hơn nhiều so với hạt nhân (do khối lượng electron nhỏ hơn nhiều so với hạt nhân) và luôn tự thay đổi vị trí để phù hợp với vị trí hạt nhân. 1.1.2.2. Toán tử Hamilton Xét hệ gồm M hạt nhân và N electron. Toán tử Hamilton là toán tử năng lượng toàn phần của hệ, trong hệ đơn vị nguyên tử có dạng: µ µ µ µ µ n e ee en nn H T T U U U ∧ = + + + + (1.5) Trong hệ đơn vị nguyên tử: µ M 2 n A A 1 1 T 2 = = − ∇ ∑ là toán tử động năng của hạt nhân. (1.6) Trong sự gần đúng Born-Oppenheimer thì µ n T 0= . µ N 2 e p p 1 1 T 2 = = − ∇ ∑ là toán tử động năng của các e . (1.7) µ N ee p q pq 1 U r < = ∑ là tương tác đẩy giữa các e . (1.8) µ N M A en p 1 A 1 Ap Z U r = = = − ∑∑ là tương tác hút giữa e và hạt nhân. (1.9) µ A B nn A B AB Z Z U r < = ∑ là tương tác đẩy giữa các hạt nhân. (1.10) Trong sự gần đúng Born-Oppenheimer, phân tử có cấu hình hạt nhân cố định nên khoảng cách giữa các hạt nhân không đổi, do đó µ nn U = const = C. Trong đó: p, q : kí hiệu cho các e từ 1 đến N. A, B : kí hiệu cho hạt nhân A và B. Z A , Z B : số đơn vị điện tích các hạt nhân A và B tương ứng. r pq : khoảng cách giữa hai e thứ p và thứ q. R AB : khoảng cách giữa hai hạt nhân A và B. r pA : khoảng cách giữa e thứ p và hạt nhân A. Như vậy toán tử Hamilton của cả hệ chỉ còn là toán tử Hamilton của các e : µ N N M 2 A p p 1 p q p 1 A 1 pq Ap N M 2 A p p 1 A 1 p q Ap pq Z 1 1 H C 2 r r Z 1 1 C 2 r r = < = = = = < = − ∇ + − + = − ∇ − + + ÷ ÷ ∑ ∑ ∑∑ ∑ ∑ ∑ $ N p 1 p q pq 1 h(p) C r = < = + + ∑ ∑ (1.11) Với $ M 2 A p A 1 Ap Z 1 h(p) 2 r = = − ∇ − ∑ là toán tử Hamilton 1 e trong trường chỉ của các hạt nhân. Trong biểu thức (1.11) , r pq không thể xác định một cách tường minh do nguyên lý không phân biệt các hạt đồng nhất. Như vậy phương trình Schrödinger chỉ có thể giải gần đúng trong khuôn khổ mô hình các hạt độc lập bằng cách thay các thế 2 e bởi các thế hiệu dụng 1 e . µ µ N p 1 H H(p) C = = + ∑ (1.12) Với µ $ H(p) h(p) V(p) = + (1.13) µ H(p) là toán tử Hamilton hiệu dụng 1 e . V(p) là thế năng hiệu dụng 1 e sao cho tổng của chúng xấp xỉ bằng tổng các tương tác đẩy giữa hai e : N p p 1 p q pq 1 V r = < = ∑ ∑ (1.14) 1.1.2.3. Hàm sóng hệ nhiều electron Trong sự gần đúng các hạt độc lập thì các e chuyển động độc lập với nhau, do đó hàm sóng el ψ được lấy gần đúng dưới dạng tích gần đúng của các hàm obitan-spin 1 e . el ψ (x 1 , x 2 , …, x N )= χ 1 (x 1 ).χ 2 (x 2 )… χ N (x N ) (1.15) (1.16) được gọi là tích Hartree. Trong đó : χ p : hàm obitan-spin. x p : tọa độ khái quát của e thứ p. Hàm obitan-spin ứng với e nào thì chỉ chứa những tọa độ không gian và tọa độ spin của e đó. Hàm obitan-spin là tích của hàm không gian (p) ψ và hàm spin 1 e : p i p p (x ) (r ). ( )χ = ψ η σ r (1.16) Theo thực nghiệm, hàm sóng toàn phần mô tả trạng thái hệ các e là hàm phản đối xứng, nghĩa là hàm sóng phải đổi dấu khi hoán vị tọa độ của bất kỳ cặp e trong hệ. Mà (1.16) không phản ánh được tính chất này, vì vậy thay tích Hartree (1.16) bằng hàm sóng dạng định thức Slater. Hàm sóng toàn phần đã chuẩn hóa và phản xứng của hệ có số chẵn e (N=2n e ) có dạng định thức Slater như sau: 1 1 2 1 N 1 1 2 2 2 N 2 el 1 N 2 N N N (x ) (x ) (x ) (x ) (x ) (x ) (x ) (x ) (x ) χ χ χ χ χ χ ψ = χ χ χ (1.17) Thường viết tắt : D= |χ 1 (x 1 ) χ 2 (x 2 ) … χ N (x N )| (1.18) Đối với hệ có số lẻ e , hàm sóng toàn phần phải là tổ hợp tuyến tính của nhiều định thức Slater. 1.1.2.4. Phương trình Schrödinger Phương trình Schrödinger cho hệ gồm N e µ el el el H E ψ = ψ (1.19) ⇒ µ N el el el p 1 H(p) C E = + ψ = ψ ∑ ⇔ µ N el el el p 1 H (E C) = ψ = − ψ ∑ (1.20) Như vậy trong sự gần đúng các hạt độc lập el ψ là hàm riêng của toán tử µ N p 1 H(p) = ∑ và trị riêng tương ứng là E el -C. Để giải phương trình (1.20) cần áp dụng các phương pháp gần đúng hóa học lượng tử. 1.2. CẤU HÌNH ELECTRON VÀ TRẠNG THÁI [2] Cấu hình e là sự phân bố e theo các số lượng tử n và l. Đối với n đã cho, tập hợp các AO có cùng l nhưng khác nhau về m l thì có cùng năng lượng AO, tuy nhiên dạng AO khác nhau. Cấu hình e được phân loại như sau: Cấu hình vỏ đóng (closed-shell): là cấu hình ở trạng thái cơ bản, có n obitan bị chiếm bởi 2n e . Cấu hình này ứng với trường hợp suy biến năng lượng nghĩa là 1 obitan bị chiếm bởi 2n e có spin đối song và có cùng năng lượng. Cấu hình vỏ mở (open-shell): là cấu hình ở trạng thái cơ bản mà có số e ở trạng thái spin α lớn hơn số e ở trạng thái spin β hoặc ngược lại. Cấu hình này cũng ứng với sự suy biến năng lượng nghĩa là nếu hệ có (2n+1) e thì có n obitan bị chiếm chỗ bởi 2n e và obitan thứ (n+1) bị chiếm chỗ bởi 1 e . Cấu hình hạn chế (restricted): là cấu hình mà các e đều đã ghép đôi. Trường hợp này cũng ứng với sự suy biến năng lượng nghĩa là có 1 hàm sóng không gian ứng với 2 hàm sóng spin α và β. Cấu hình không hạn chế (unrestricted): là cấu hình ứng với trường hợp không suy biến năng lượng, nghĩa là năng lượng các e α khác năng lượng các e β (hay có thể nói các hàm không gian khác nhau ứng với hai hàm spin α và β). Tuy nhiên cấu hình e chưa mô tả đầy đủ trạng thái các e nên từ cùng một cấu hình có thể có nhiều trạng thái e khác nhau. Độ bội của trạng thái (2S+1) cho biết số e độc thân trong trạng thái đó. Trạng thái của hệ (nguyên tử hay phân tử) ứng với các trị của độ bội như sau: S 2S+1 Trạng thái 0 1 Đơn hay đơn tuyến (singlet) 1 2 2 Đôi hay nhị tuyến (doublet) 1 3 Ba hay tam tuyến (triplet) 3 2 4 Bốn hay tứ tuyến (quartet) 2 5 Năm hay ngũ tuyến (quintet) [...]... gia phản ứng và các hướng phản ứng tương ứng với 4 nhóm sản phẩm tạo thành Chất tham gia phản ứng: CH2CO và NCO Sản phẩm 1: CH 2NCO + CO Sản phẩm 2: HCCO + HNCO Sản phẩm 3: HCCO + HOCN Sản phẩm 4: CH2 + OCNCO Có thể có các hướng phản ứng khác, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu và tính toán trong thời gian tới 2.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH HHLT [6], [8] 2.2.1 Các mức gần đúng trong tính hóa học lượng. .. phương pháp tính khác [2], [6], [10] 2.2.5.1 Phương pháp nhiễu loạn MPn Quan trọng nhất trong phương pháp gần đúng này là lý thuyết nhiễu loạn cơ học lượng tử vì phương trình Schrödinger chỉ giải chính xác trong một số trường hợp đơn giản, những trường hợp còn lại phải giải bằng phương pháp gần đúng Có thể thấy, các phương pháp tính HHLT đều lấy phương pháp Hartree-Fock làm cơ sở Tuy nhiên phương pháp. .. e bằng bài toán 1 e trong đó tương tác đẩy e - e được thay thế bằng thế trung bình 1 e Hệ phương trình HF là những phương trình vi phân không tuyến tính và phải giải bằng phương pháp gần đúng liên tục (phương pháp lặp) 1.3.4 Phương pháp Roothaan [6] Phương pháp HF chỉ gần đúng tốt cho hệ nguyên tử nhiều e vì đối với nguyên tử ta có thể trung bình hóa các thế hiệu dụng 1 e sao cho chúng có đối xứng... tính hóa học lượng tử Phương trình Schrödinger chỉ giải được chính xác đối với những hệ đơn giản như nguyên tử hiđro, còn những hệ phức tạp phải sử dụng đến các phương pháp gần đúng Do đó các phương pháp tính hóa học lượng tử đều là các phương pháp gần đúng nhưng ở mức độ khác nhau Dựa vào sự thô của phép gần đúng ấy mà người ta chia việc tính hóa học lượng tử thành hai khuynh hướng: - Tính toán không... tiếp) Cho tính chất electron, hình học tối ưu, năng lượng tổng cộng và nhiệt hình thành 2.2.3.6 Phương pháp PM3 Phương pháp PM3 được cải tiến từ AM1, dùng cho nhiều nhóm nguyên tố (trừ kim loại chuyển tiếp) PM3 và AM1 là hai phương pháp hóa lượng tử bán thực nghiệm chính xác nhất của Mopac 2.2.3.7 Phương pháp ZINDO1 Phương pháp ZINDO/1 được cải tiến từ INDO/1 dùng để tính các trạng thái năng lượng của... sai số là do các phương pháp trên không tính đến năng lượng tương tác giữa 2 e có spin đối song Để làm giảm những sai số này, người ta sử dụng những phương pháp sau: - Phương pháp tương tác cấu hình - Phương pháp nhiễu loạn - Phương pháp phiếm hàm mật độ 1.3.5 Phương pháp tương tác cấu hình [6], [8] Giả sử cần tìm hàm sóng ψ el của hệ N e (nguyên tử hay phân tử) là nghiệm của phương trình Schrödinger:... phương pháp có ưu điểm và nhược điểm của nó tùy thuộc vào phản ứng cụ thể đang được nghiên cứu Một số phương pháp chính được đưa ra dưới đây 2.2.7.1 Phương pháp đường đồng thời (synchronous transit) Phương pháp này có một số dạng, phổ biến nhất là đường tuyến tính đồng thời (LST) phương pháp và bình phương đường bậc hai (QST) Phương pháp LST đưa ra một ước đoán của các trạng thái chuyển tiếp bằng cách... 2Pµν − Pµν µν µν − Pµν µν µν (2.15) 2.2.3.4 Phương pháp MINDO Phương pháp MINDO khắc phục một vài nhược điểm của MINDO3 dùng cho các nguyên tố thuộc chu kì 1 và 2 trong bảng tuần hoàn (trừ kim loại chuyển tiếp) Phương pháp này dùng để khảo sát tính chất electron, tối ưu hình học, tính năng lượng tổng cộng và nhiệt hình thành 2.2.3.5 Phương pháp AM1 Phương pháp AM1 được cải tiến từ MINDO, dùng cho các... của một phản ứng hóa học là một cấu trúc đặc biệt và được định nghĩa như là trạng thái tương ứng với năng lượng cao nhất dọc theo tọa độ phản ứng Tại thời điểm này, giả định phản ứng hoàn toàn theo một chiều, các phân tử chất phản ứng va chạm sẽ luôn luôn theo hướng tạo thành sản phẩm Trạng thái chuyển tiếp thường được kí hiệu bằng biểu tượng ‡ Một va chạm giữa các phân tử chất phản ứng có thể có... trong sự tính toán năng lượng tổng cộng 2.2.3.8 Phương pháp ZINDO/S Phương pháp ZINDO/S cũng được cải tiến từ INDO, dùng để tính sự chuyển dịch của phổ tử ngoại-khả kiến 2.2.4 Phương pháp phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory: DFT) Phương pháp phiếm hàm mật độ xuất phát từ quan điểm cho rằng năng lượng r của một hệ N e có thể được biểu thị như một hàm của mật độ e kí hiệu là ρ r () Năng lượng hệ . CH 2 NCO + CO. Tuy nhiên, cơ sở lý thuyết của phản ứng trên chưa được nghiên cứu một cách kĩ lưỡng. Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: Khảo sát phản ứng CH 2 CO + NCO bằng phương pháp tính lượng tử . và tính các đại lượng nhiệt động học của phản ứng. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1. Học tập cơ sở lý thuyết của đề tài bao gồm: * Cơ sở hóa học lượng tử. * Phương pháp tính lượng tử. 5.2. Sử dụng. phản ứng, cũng như tiếp cận với một hướng nghiên cứu mới về phản ứng bằng các phương pháp tính HHLT với sự hỗ trợ của máy tính. 4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 4.1. Tối ưu hoá các chất tham gia phản ứng,