Sử dụng mô hình vsepr mô tả dạng hình học phân tử HXOn (x halogen, cl, br, i) và mô tả bằng phần mềm lượng tử hyperchem phiên bản 8 03

53 1.3K 1
Sử dụng mô hình vsepr mô tả dạng hình học phân tử HXOn (x halogen, cl, br, i) và mô tả bằng phần mềm lượng tử hyperchem phiên bản 8 03

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ************** NGUYỄN THỊ LUYỆN SỬ DỤNG MÔ HÌNH VSEPR MÔ TẢ DẠNG HÌNH HỌC PHÂN TỬ HXOn (X: HALOGEN, Cl, Br, I) VÀ MÔ TẢ BẰNG PHẦN MỀM LƢỢNG TỬ HYPERCHEM PHIÊN BẢN 8.03 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lí Ngƣời hƣớng dẫn khoa học ThS TRẦN QUANG THIỆN HÀ NỘI – 2012 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hóa lượng tử khoa học ứng dụng lý thuyết học lượng tử để giải thích vấn đề lĩnh vực hóa học Sự xuất hóa học lượng tử yêu cầu phát triển nội lý thuyết hóa học nhằm giải thích quy luật tích lũy lâu thực nghiệm Ngày hóa học lượng tử trở thành công cụ đắc lực việc khảo sát trình hóa học Hóa lượng tử thực số nghiên cứu mà thực nghiệm làm nghiên cứu trạng thái chuyển tiếp, hợp chất trung gian, ion, gốc tự có thời gian tồn tương đối ngắn Hóa lượng tử cung cấp thông tin nhiệt động động học phản ứng như: ∆G, ∆H, ∆S, số tốc độ, đường phản ứng, chế phản ứng Trong thập niên cuối kỷ 20, phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật máy tính thúc đẩy ngành hóa lí phát triển đa dạng nhanh chóng Nhiều vấn đề phản ứng hóa học dự đoán trước tiến hành thực nghiệm Bằng ứng dụng cài đặt máy tính có tốc độ xử lý cao người ta thực toán hóa học lượng tử lớn dùng để khảo sát phần lớn vấn đề hóa học, miễn chọn phương pháp thích hợp Hiện có nhiều phần mềm tính hóa học lượng tử đời như: Mopac, Gaussian, Hyperchem … Với mong muốn hiểu sâu hóa lí, đặc biệt vấn đề lượng tử hiểu thêm phần mềm hóa học áp dụng phần mềm để giải yêu cầu toán hóa học, lựa chọn đề tài “Sử dụng mô hình VSEPR mô tả dạng hình học phân tử HXOn (X: Halogen, Cl, Br, I) mô tả phần mềm lượng tử Hyperchem phiên 8.03.” Mục đích nghiên cứu Vận dụng mô hình lượng tử VSEPR xác định dạng hình học phân tử phân tử có dạng tương đối phức tạp để từ giải thích số tính chất liên quan dạng hình học Mô phân tử phân mềm lượng tử Hyperchem Đối tƣợng nghiên cứu Phần mềm lượng tử Hyperchem Các tham số cấu trúc, tham số lượng tử Đại lượng nhiệt động H 298 Mô hình VSEPR hình dạng phân tử Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng mô hình lượng tử phương pháp gần lượng tử để tính toán NỘI DUNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu phần mềm Hyperchem phiên 8.03 [2,9] Hiện giới có nhiều phần mềm cho phép giải toán lượng tử phương pháp gần MOPAC, GAUSSIAN, HYPERCHEM… Các phần mềm có chứa phương pháp bán kinh nghiệm không kinh nghiệm, cho phép khảo sát phân tử trạng thái hơi, trạng thái dung dịch, trạng thái có cấu hình vỏ đóng hay vỏ mở Phần mềm Hyperchem phần mềm thông dụng chương trình ứng dụng rộng rãi có độ xác cao, đáp ứng yêu cầu đặt lĩnh vực thiết kế phân tử với nhiều tính như: xác định cấu trúc, tối thiểu hóa lượng, tính toán tham số lượng tử, trình bày cấu trúc chiều, nói phần mềm hyperchem phần mềm chuyên dụng hóa tính toán (ứng dụng tin học hóa học) Phần mềm hyperchem bao gồm Menu: tệp (FILE), soạn thảo (EDIT), xây dựng (BUILD), lựa chọn (SELECT), hiển thị (DISPLAY), sở liệu (DATABASE), thiết lập (SETUP), tính toán (COMPUTE) văn (SCRIPT) Trong chức quan trọng BUILD, SETUP COMPUTE BUILD: giúp đường trực giác xác định mô hình phân tử biết công thức cấu tạo chúng Sản phẩm BUILD INPUTDATA cho tính toán hiển thị sau SETUP: cho phép lựa chọn phương pháp tính bao gồm: học phân tử (MOLECULAR MECHENICS), bán kinh nghiệm (SEMIEMPIRICAL), AB-initio, hộp tuần hoàn (PERIODIC BOX)… COMPUTE: thực tính toán tạo lập SETUP Trong COMPUTE có MENU thứ cấp: - SINGLE POINT dùng để xác định lượng tổng cộng hệ phân tử hay tập hợp lựa chon SELECT - GEOMETRY OPTIMIZATION (tối ưu hóa hình học) tính toán hiển thị cấu trúc phân tử có lượng lực nguyên tử cực tiểu - MOLECULAR DYNAMICS (động lực phân tử) mô chuyển động phân tử để quan sát tính chất cân động học - VIBRATIONS (dao động) tính toán chuyển động dao động hạt nhân hiển thị MODE thông thường có liên quan đến dao động riêng dao động hồng ngoại Để tính dao động dùng phương pháp bán kinh nghiệm trừ phương pháp HUCKEL mở rộng phương pháp AB-initio trừ MP2 - VIBRATIONAL SPECTRUM (Phổ dao động) hiển thị kết tính toán phổ dao động - CONTOUR PLOT vẽ đường viên bao gồm trường tĩnh điện tạo nên phân bố hạt nhân, electron, xác suất tìm thấy electron có spin thuận nhiều electron có spin nghịch điểm không gian mật độ điện tích tổng cộng electron hóa trị phân tử - ELECTRONIC SPECTRUM (Phổ electron) tính toán hiệu số lượng trạng thái electron (ground) số trạng thái kích thích phân tử 1.2 Các phƣơng pháp tính gần lƣợng tử [2] 1.2.1 Cơ sở phƣơng pháp tính gần lƣợng tử Sự biến đổi trạng thái vi mô theo thời gian hệ lượng tử mô tả phương trình Schroedinger (1926) có dạng tổng quát: iћ t = Hˆ (1) ψ(q,t) – Hàm sóng mô tả trạng thái hệ lượng tử theo tọa độ (q) thời gian (t) Nếu biết hàm sóng thời điểm t xác định ψ thời điểm H – toán tử Hamilton hệ Phương trình (1) phương trình vi phân tuyến tính nên nghiệm υ1, υ2, υ3…độc lập lập thành nghiệm chung dạng tổ hợp tuyến tính: Ψ = C1υ1 + C2υ2 + C3υ3 +…+ Cnυn (2) Việc giải phương trình Schroedinger cho ta thông tin hệ lượng tử, cho phép xác định hàm sóng mô tả trạng thái phân tử, trị riêng lượng tương ứng từ người ta giải thích tượng phân tử Tuy nhiên, tính phức tạp hệ nhiều electron nên việc giải xác phương trình Schroedinger hệ phân tử thực Vì vậy, việc khảo sát học lượng tử phân tử phân tử phải giải theo phương pháp gần 1.2.1.1 Sự lƣợc bỏ yếu tố thời gian hiệu ứng tƣơng đối Trong trường hợp tổng quát, Hamilton hệ phụ thuộc vào thời gian Khi hệ lượng tử kín (không tương tác với bên ngoài) chuyển động trường không đổi Hamilton hệ không chứa thời gian (∂H/∂t = 0) Khi đó, hàm sóng toàn phần hệ tích hàm không gian thời gian: Ψ(q,t) = ψ(q).τ(t) Ψ(q) – Hàm sóng phụ thuộc vào không gian τ(t) – Hàm sóng phụ thuộc vào thời gian (3) Do đó, phương trình Schroedinger phi tương đối không phụ thuộc vào thời gian có dạng: Hˆ ψ(q) = Eψ(q) (4) E – Năng lượng hệ không phụ thuộc vào thời gian (năng lượng bảo toàn) Với hệ N electron M hạt nhân, toán tử Hamilton đơn vị nguyên tử có dạng: N Hˆ = i 1 M i A N 1 2M M A i A ZA rAi N N i j 1 rij M M A 1B Z A ZB RAB A (5) MA – Khối lượng hạt nhân A theo đơn vị nguyên tử ZA – Điện tích hạt nhân A theo đơn vị nguyên tử Số hạng thứ thứ hai phương trình toán tử động electron hạt nhân Số hạng thứ ba tương tác hút coulomb electron hạt nhân Số hạng thứ tư thứ năm tương tác đẩy electron hạt nhân tương ứng  Sự gần Born-Oppenhermer Vì hạt nhân có khối lượng lớn (do chuyển động chậm) so với electron nhỏ bé (chuyển động nhanh) nên hạt nhân xem cố định Với gần này, động hạt nhân bỏ qua hạt nhân xem số Do đó, phương trình (4) viết lại: H e ψe = Eeψe (6) H e – Hamilton electron mô tả chuyển động N electron trường gồm M điện tích điểm cố định: N He = i 1 N i i M ZA + A riA N N i j i rij (7) Hàm sóng ψe phụ thuộc vào tọa độ electron tham số tọa độ hạt nhân Để giải phương trình (6), Born-Oppenheimer quan tâm đến động electron tương tác electron-hạt nhân, lúc toán tử Hamilton electron lại: N He = i 1 N i M i j ZA riA (8) Sự gần bỏ qua tương tác electron xem electron chuyển động trường tạo hạt nhân (sự gần hạt độc lập) Như việc giải phương trình Schroedinger cho hệ nhiều electron quy việc giải toán cho electron tương tự toán với nguyên tử hiđro Với gần bậc không này, giải phương trình Schroedinger nghiệm thu có ý nghĩa vật lí bỏ qua tính chất quan trọng hệ nhiều electron: tương tác electron Do đó, vấn đề cốt lõi xử lí tương tác electron Do tính xác đại lượng nên đánh giá cách trung bình mặt toán học nhằm mục đích làm cho phương trình Schroedinger giải mà kết đảm bảo độ xác dùng để giải thích liệu thực nghiệm Vấn đề làm rõ lí thuyết trường tự hợp 1.2.1.2 Lí thuyết trƣờng tự hợp Hartree-Fock (Hartree-Fock SCF)  Tích Hartree Khi để ý đến tương tác hàm sóng toàn phần hệ xác định tích hàm sóng obital – spin cho e χ (x1, x2,…, xN) = χp1(x1).χp2(x2)…χpN(xN) (13) lượng toàn phần tổng lượng obitan: E = εp1 + εp2 + … + εpN (14) Hàm sóng nhiều e gọi tích Hartree với obitan-spin χp1(x1) mô tả trạng thái e1, χp2(x2) mô tả trạng thái e2  Định thức Slater Hàm sóng biểu diễn tích Hartree không đối xứng không phản xứng, không phản ánh tính chất hàm sóng nhiều electron nên Fock thay hàm gần tốt dạng định thức Slater: N! Ψ= ( 1) p p ( x1 ) ( x2 ) n ( xn ) (15) p λp chẵn lẻ toán tử hoán vị P biểu diễn dạng N e: p1 ( x1 ) p2 ( x1 ) pN ( x1 ) p1 ( x2 ) p ( x2 ) pN ( x2 ) N ! p1 ( xN ) p ( xN ) pN ( xN ) ψ(x1, x2, , xN) = (16) Thường viết gọn: Ψ(x1,x2, , xN) = χp1, χp2, , χpN) (17)  Phƣơng trình Hartree-Fock Hàm sóng tốt xác định theo định thức Slater hàm sóng ứng với lượng cực tiểu: E = = 2∑ N N N H ii + i (2 J ij kij ) Hii = ∫ψi*(1)Hcoreψi(1)dτ1 Jij = ∫∫ ψi*(1)ψj*(2) ψi(1)ψj(2)dτ1dτ2 r12 Kij = ∫∫ ψi*(1)ψj*(2) (18) i j 1 ψj(1)ψi(2)dτ1dτ2 r12 (19) (20) (21) Trong đó, Hcore toán tử Hamilton lõi electron trường hạt nhân ; Hii tích phân electron, biểu thị lượng electron obitan phân tử ψi trường hạt nhân; Jij tích phân electron gọi tích phân Coulomb có ý nghĩa vật lí 10 lượng đẩy tĩnh điện trung bình e chiếm obitan khác ψ i, ψj; Kij gọi tích phân trao đổi chuyển từ vế trái sang vế phải tích vô hướng trạng thái e đổi chỗ cho Kij ý nghĩa tương tự cổ điển, mang dấu âm làm giảm lượng tương tác electron có spin song song obitan khác ψi, ψj Đó kết nguyên lí phản đối xứng Để thu hàm sóng định thức (15) tốt nhất, cần phải cực tiểu hóa lượng E (18), cách biến phân obitan χ i có kể đến điều kiện chuẩn hóa chúng Từ rút phương trình Hartree-Fock sau: f(1)χi(1) = εi χi (1) (22) f(1) toán tử Fock hiệu dụng tổng toán tử Hamilton lõi h(1) toán tử hiệu dụng electron gọi Hartree-Fock νHF(1): f(1) = h(1) + νHF(1) (23) νHF(1) = (2 J j (1) K j (1)) (24) (25) j Jjψi(1) = [ ∫ψj*(2) ψj(2)dτ2 ] ψi(1) Kjψi(1) = [ ∫ψj*(2) ψi(2)dτ2 ] ψj(1) (26) Trong đó, Jj(1) toán tử Coulomb thay cho cục trung bình τ1 gây electron ψj Kj(1) toán tử trao đổi, không giống toán tử Jj(1), xem toán tử không cục tồn đơn giản Kj(τ1) xác định điểm địa phương không gian τ1 Jj(1), Kj(1) toán tử tuyến tính Hecmit εi lượng obitan Hartree-Fock obitan ψi: εi = Hii + N (2 J ij Kij ) (27) j Từ (18) (27), lượng electron toàn phần biểu diễn dạng: 39 υO1: – – = υO2: – – = – υO3: – – = – Nguyên tử O2 , O3 điện tích hình thức – Nguyên tử Cl có điện tích hình thức Chưa thỏa mãn điều kiện trên, nên ta chuyển cặp e riêng nguyên tử oxi có độ âm điện lớn làm cặp e chung để thỏa mãn điều kiện Ta có: O2 H O1 Cl O3 (7) Ta tính lại điện tích hình thức nguyên tử υO2: – – = υCl: – – = υO3: – – = => Thỏa mãn yêu cầu Công thức (7) công thức Lewis HClO3 Làm bước tương tự ta tìm công thức Lewis cho phân tử HBrO3, HIO3 HBrO3: H O1 O2 Br (8) O O2 HIO3: H O1 (9) I O3 * Đối với phân tử có dạng HXO4 (X:Cl, Br, I)  Ta xét công thức HClO4 Bước 1: Xác định N1 = 1+7+6.4 = 32 e 40 O2 Bước 2: Đưa cấu hình giả định ban đầu H O1 Cl O3 O4 Xác định N2 = 10 e dùng => N3 = 32 – 10 = 22 e lại Bước 3: Sử dụng N3 để octet, χO > χCl > χH nên O octet trước Ta có công thức sau: → O2 H O Cl O3 O4 Bước 4: Tính điện tích hình thức cho nguyên tử υH : – = υCl : – = υO1: – – = υO2: – – = – υO3: – – = – υO4 : – – = – Nguyên tử O2 ,O3 , O4 điện tích hình thức –1 Nguyên tử Cl có điện tích hình thức Chưa thỏa mãn điều kiện trên, nên ta chuyển cặp e riêng nguyên tử oxi có độ âm điện lớn làm cặp e chung để thỏa mãn điều kiện Ta có: 41 O2 H O Cl O3 O4 (10) Ta tính lại điện tích hình thức nguyên tử υO2: – – = υCl: – – = υO3 : – – = υO4: – – = => Thỏa mãn yêu cầu Công thức (10) công thức Lewis HClO4 Làm bước tương tự ta tìm công thức Lewis cho phân tử HBrO4, HIO4 O2 HBrO4: H O Br O3 (11) O3 (12) O4 O2 HIO4: H O1 I O4 42 Bảng 2.2 Công thức Lewis HXOn STT Phân tử Công thức Lewis HClO HBrO H O Br HIO H O I HClO2 H O1 Cl O2 HBrO2 H O1 Br O2 HIO2 H O1 I O2 H O Cl O2 HClO3 O H Cl O3 HBrO3 O H O O Br O2 HIO3 O H I O3 O2 10 HClO4 H O Cl O3 O4 O2 11 HBrO4 H O Br O3 O4 O2 12 HIO4 H O1 I O4 O3 43 3.1.3 Xét đoán cấu trúc hình học phân tử theo mô hình VSEPR - Theo mô hình VSEPR với phân tử có dạng HnXO4 ta coi X nguyên tử trung tâm để xét đoán cấu trúc hình học, nguyên tử khác phối tử xung quanh nguyên tử trung tâm - Dựa vào công thức Lewis ta xác định số phối tử liên kết số cặp e không liên kết Từ tìm loại phân tử dạng lai hóa nguyên tử trung tâm, ta suy cấu hình hình học phân tử theo mô hình VSEPR - Ta xét cụ thể cho phân tử chất sau: * Đối với HXO: Ta có công thức Lewis công thức (1) xác định phần Có dạng phân tử là: AX2E2 => m+n=4 Nên có lai hóa sp3 Nên dạng hình học: hình chữ V * Đối với HXO2: Ta có công thức lewis (4), (5), (6) xác định phần Xét HXO2: Trong phân tử xét tới nhóm (XO2), có dạng phân tử XO2E2 (AX2E2) => m+n=4 nên phân tử X có kiểu lai hóa sp3, dạng hình học: chữ V 44 Dựa sở mô hình VSEPR ta xét đoán góc hóa trị phân tử có yếu tố ảnh hưởng tới góc liên kết phân tử: + Cặp e chưa liên kết: Nguyên tử trung tâm X cặp e chưa liên kết, nên ảnh hưởng tới góc liên kết + Độ âm điện phối tử: Trong XO2E2 (AX2E2) phối tử Oxi, nên độ âm điện không ảnh hưởng tới giá trị góc liên kết + Loại liên kết đơn, đôi, ba: Trong XO2E2 (AX2E2) có liên kết đơn liên kết đôi Theo quy tắc thực nghiệm ta có: Không gian điện tử cho cặp điện tử tự > Vậy ta có kết xét đoán sau: Không gian điện tử cho liên kết đôi > Không gian điện tử cho liên kết đơn O1XO2 < 109,5o * Đối với HXO3: Ta có công thức lewis (7), (8), (9) xác định phần Trong phân tử xét tới nhóm (XO3): có dạng phân tử XO3E1 (AX3E1) => m + n = nên phân tử X có kiểu lai hóa sp3, dạng hình học: tháp tam giác Dựa sở mô hình VSEPR ta xét đoán góc hóa trị phân tử có yếu tố ảnh hưởng tới góc liên kết phân tử: + Cặp e chưa liên kết: Nguyên tử trung tâm X 1cặp e chưa liên kết, nên ảnh hưởng tới góc liên kết + Độ âm điện phối tử: Trong XO2E2 (AX2E2) phối tử Oxi, nên độ âm điện không ảnh hưởng tới giá trị góc liên kết 45 + Loại liên kết đơn, đôi, ba: Trong XO2E2 (AX2E2) có liên kết đơn liên kết đôi Theo quy tắc thực nghiệm ta có: Không gian điện tử cho cặp điện tử tự > Không gian điện tử cho liên kết đôi > Không gian điện tử cho liên kết đơn Và ta có kết xét đoán sau: O2 X O3 > 109,5o O1 X O3 = O2X O4 < 109,5o * Đối với HXO4: Ta có công thức Lewis công thức (10) , (11), (12) xác định phần Trong phân tử ta xét tới nhóm (XO4) có dạng phân tử XO4E0 (AX4E0) => n + m = nên nguyên tử X có kiểu lai hóa tứ diện sp3 Dạng hình học: tứ diện Trong HXO4 có loại liên kết đơn, đôi ảnh hưởng tới giá trị góc liên kết ta có kết xét đoán sau: O2XO3 = O2XO4 = O3X O4 > 109,5o O1XO3 = O1X O2 = O1 X O4 < 109,5o 46 3.2 Kết cấu trúc hình học phân tử theo phầm mềm lƣợng tử Hyperchem phiên 8.03 (Bảng 2.3) Phân tử Hình dạng Độ dài liên kết Góc liên kết ∆Hsn(cal/mol) (Ao) HclO HbrO HIO H – O: 0,98 Cl – O:1,65 HOCl = 104,49o -34,33 H – O: 0,98 Br – O: 1,79 HOBr = 104,53o H – O: 0,98 I – O: 1,99 -33,96 HOI = 104,54o -33,45 O1Cl O2 = 111o 579,886 H – O1: 0,98 HClO2 O1 – Cl: 1,65 Cl = O2:1,62 H – O1: 0,98 HBrO2 Br – O : 1,8 Br = O2: 1,23 O1BrO2 = 102o 582,460 47 H – O1: 0,98 HIO2 I - O1: 1,89 O1 I O2 = 99o 595,67 I = O2 : 1,345 H – O1: 0,98 HClO3 O1 – Cl: 1,65 287,68 Cl = O2: 1,64 Cl = O3: 1,64 H – O1: 0,98 HBrO3 Br - O1: 1,75 10,746 Br = O2: 1,63 Br = O3: 1,62 H – O1: 0,98 HIO3 I – O1: 1,98 112,083 I = O2: 1,85 I = O3: 1,83 H – O1: 0,98 O – Cl: 1,65 Cl = O2: 1,41 HClO4 Cl = O3: 1,41 O1Cl O4 = 105,4o O2ClO4 = 112,8o O2ClO3 = 112,8o 394,760 o O1ClO2 = 105,4 Cl = O4: 1,41 H – O1: 0,98 Br - O1: 1,80 HBrO4 Br = O2: 1,68 Br = O3: 1,68 Br = O4: 1,68 100,886 48 H – O1: 0,98 I – O1: 1,99 HIO4 I = O2: 1,67 I = O3:1,67 I = O4: 1,67 227,667 49 KẾT LUẬN - Sử dụng mô hình VSEPR nghiên cứu hình dạng phân tử HXOn (với X: Halogen, n:1→ 4) ta thấy xác định hình dạng phân tử HXOn: HXO: Dạng hình chữ V, nguyên tử trung tâm O dạng lai hóa sp3 HXO2: Dạng hình chữ V, nguyên tử trung tâm X dạng lai hóa sp3 HXO3: Dạng hình chữ tháp tam giác, nguyên tử trung tâm X dạng lai hóa sp3 HXO4: Dạng hình chữ tứ diện, nguyên tử trung tâm X dạng lai hóa sp3 - Sử dụng phần mềm lượng tử Hyperchem phiên 8.03 xác ta thấy nghiên cứu thành công thông số cấu trúc: góc liên kết, độ dài liên kết, nhiệt hình thành phân tử HXOn (với X: Halogen, n:1 → 4) Kết thu độ dài liên kết giúp giải thích phân tử liên kết XI - O bền liên kết XII - O Kết góc liên kết cho thấy phân tử HXOn (với X: Halogen, n:1 → 4) lai hóa sp3 giống CH4 góc hóa trị sai khác so với góc tứ diện - Các dự đoán hình dạng phân tử, góc liên kết phân tử HXOn (với X: Halogen, n:1 → 4) mô hình VSEPR phù hợp với kết phần mềm lượng tử Hyperchem phiên 8.03 Trên nghiên cứu thành công thông số cấu trúc trúc : góc liên kết, độ dài liên kết, nhiệt hình thành phân tử HXOn (với X: Halogen, n:1 → 4) VSEPR, mô hình phần mềm lượng tử Hyperchem phiên 8.03 Ngoài ta dùng phần mềm để khảo sát nhiều phân tử khác cách làm tương tự phương pháp 50 Công trình công bố Với công trình nhận đăng 01 kỷ yếu hội nghị khoa học trẻ trường ĐHSP Hà Nội 2: NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY HYĐROCACBON KHÔNG NO MẠCH THẲNG CÓ MỘT NỐI ĐÔI BẰNG PHẦN MỀM LƯỢNG TỬ HYPERCHEM, dự kiến tổ chức ngày 18 tháng năm 2012 Khuyến nghị Do thời gian có hạn nên nhiều vấn đề đề tài chưa thực được: mô phân tử xây dựng đường phản ứng phân tử HXO n, có điều kiện tiếp rục hoàn thiện phần chưa thực thời gian tới 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Nguyễn Duy Ái, Định luật tuần hoàn hệ thống tuần hoàn, NXBGD 2000 Vũ Ngọc Ban, Nguyễn Văn Đậu, Lê Kim Long, Từ Vọng Nghi, Lâm Ngọc Thiềm, Trần Thạch Văn, Một số chuyên đề hóa học nâng cao trung học phổ thông, NXBGD, 2008 Phạm Ngọc Bằng, Trần Trung Ninh, Trang Thị Lân, Hoàng Thị Chiên, Nguyễn Văn Hiểu, Võ Văn Duyên Em, Dương Huy Cẩn, Phạm Ngọc Sơn – Ứng dụng công nghệ thông tin truyền thống (ITC) dạy học hóa học, tập – NXBĐHSP, 2009 Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách - Cơ sở lí thuyết trình hóa học NXBGD, 2003 PGS.TS Nguyễn Hữu Đĩnh (chủ biên), PGS.TS Đỗ Đình Rãng, Hóa học hữu 1, NXBGD, 2008 Vũ Đăng Độ, Cơ sở lí thuyết trình hóa học, NXBGD Nguyễn Đình Huề, Trần Kim Thanh, Nguyễn Thị Thu, Động hóa học xúc tác, NXBGD, 2003 Nguyễn Đình Huề, Giáo trình hóa lí, tập một, Cơ sở nhiệt động lực học, NXBGD, 2006 Phần mềm lượng tử Hyperchem phiên 8.03 10 Trần Thành Huế, Hóa học đại cương, tập NXBGD, 2000 11 Trần Văn Nhân (chủ biên) – Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Hóa lí, tập1, NXBSP, 2007 52 12 Trần Văn Nhân (chủ biên) – Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Hóa lí, tập 2, NXBSP, 2007 13 Trần Văn Nhân (chủ biên) – Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Hóa lí, tập 3, NXBSP, 2007 14 Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ, tập 1, NXBGD.Đào Đình Thức, Hóa học đại cương, tập 2,Cấu tạo nguyên tử liên kết hóa học, NXBĐHQGHN, 2002 15 Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ, tập 2, NXBGD 16 Đào Đình Thức, Hóa học đại cương, tập 2, Cấu tạo nguyên tử liên kết hóa học, NXBĐHQGHN, 2002 17 Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ, tập nguyên tố phi kim, NXBKH & KT, 2000 18 Nguyễn Đức Vận, Hóa học vô cơ, tập nguyên tố kim loại, NXBKH & KT, 2000 Tài liệu tiếng anh 19 Nguyễn Ngọc Hà, Trần Thành Huế, Nguyễn Minh Thọ; Periodic Density Functional Theory Study of the Oxidative Dehydrogenation of n-butane on the (001) Surface of V2O5; International Confference of Theory and Application of Computational Chemistry 2008 (TACC 2008) 53 [...]... hình học của phân tử người ta thường sử dụng mô hình tĩnh điện về phân tử được gọi là mô hình sức đẩy cặp điện tử hóa trị, gọi tắt là mô hình VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) Mô hình sức đẩy cặp điện tử hóa trị cho phép xác định chính xác góc liên kết trong những phân tử có tính đối xứng cao xét đoán một cách định tính các góc liên kết trong những phân tử ít đối xứng và có công thức dạng. .. tới độ âm điện của các phối tử Phối tử càng âm điện thì khả năng kéo các điện tử càng lớn thì cặp điện tử liên kết càng có khuynh hướng đứng xa nguyên tử trung tâm và vì vậy cặp điện tử của phối tử âm điện lớn hơn B cần một khoảng không gian nhỏ hơn và ngược lại 30 Bảng 2.1 Sự phân bố hình học của các phối tử n M 2 0 0 Kiểu Sự phân bố hình học Thí phân tử của các phối tử dụ AB2 – Thẳng BeH2 CO2 AB3... tử Do vậy, trong trường hợp này ta chỉ chú ý tới các cặp điện tử tự do và số các phối tử, ta có quy tắc thực nghiệm về các không gian khu trú như sau: Không gian 2 điện tử cho>cặp điện tử tự >do > Không gian 4 điện > tử cho liên kết đôi > Không gian 2 điện tử cho liên kết đơn Trong việc vận dụng mô hình VSEPR vào các phân tử phức tạp người ta coi phân tử gồm các nhóm nguyên tử AXn và khảo sát cấu hình. .. nguyên tử trung tâm Do lực đẩy lẫn nhau giữa các cặp điện tử nên các trung tâm này được phân bố cách xa nhau ở mức tối đa 29 Trên cơ sở của mô hình đó, các phối tử X và các cặp điện tử không liên kết E của nguyên tử trung tâm A được phân bố theo hướng của các trung tâm không gian khu trú điện tử Từ đó có thể suy ra sự phân bố hình học của các phối tử Các khả năng phân bố hình học của các phối tử ứng... + Các nguyên tử đã được octet chưa Tính N4 = số lượng electron còn lại sau khi đã octet hết cho các nguyên tử Nếu N4 = 0 thì ta chuyển cặp e riêng của nguyên tử nguyên tố có độ âm điện lớn hơn thành cặp e chung sao cho 2 yêu cầu nêu trên được thỏa mãn tốt nhất 3.1.2 Áp dụng với các phân tử có dạng HXOn( X: Cl, Br, I; n:1 → 4) Lập công thức Lewis * Đối với phân tử có dạng HXO (X: Cl, Br, I)  Ta xét đối... là các phân tử có chứa khoảng 250 nguyên tử, và khi đó ZINDO sử dụng chừng 1000 hàm cơ sở Với các phiên bản lớn hơn, ZINDO có thể mở rộng giới hạn đối với phân tử gồm 1000 nguyên tử thì hàm cơ sở đạt tới 4000 1.3 Thuyết liên kết hoá trị VB 1.3.1 Các luận điểm cơ sở [5,10] Một cách gần đúng coi cấu tạo e của nguyên tử vẫn được bảo toàn khi hình thành phân tử từ nguyên tử nghĩa là trông phân tử vẫn có... tiên ta vẽ hình các phân tử của những chất cần tính toán trong phần mềm ra và nhấn vào công cụ vẽ , trong quá trình vẽ các phân tử ta sẽ sử dụng các công cụ vẽ sau: Muốn vẽ các nguyên tố ta có thể vào Built / Default Element…sẽ hiện ra bảng tuần hoàn có thể chọn các nguyên tố ta cần xây dựng nên chất đó Sau khi xây dựng xong các phân tử các chất cần tính toán thì ta bắt đầu tối ưu hóa phân tử chất đó... [9, 16] * Bài toán phân tử Hidro - Phân tử H2 có hai hạt nhân giống nhau kí hiệu là a và b ở cách nhau một khoảng cách R và 2 electron kí hiệu là 1 và 2 chuyển động trong không gian bao quanh hai hạt nhân đó 1 ra1 r12 2 rb2 ra2 rb1 a R b Hình 1.1 Mô hình phân tử H2 22 Đối với phân tử H2 phương trình Schrodinger có dạng: Ĥψ = Eψ áp dụng sự gần đúng ta có: Hˆ h2 8 2m Tˆ Uˆ h2 8 2m 2 1 2 2 1 ra1 e2 1... định hình học của phân tử, hàng rào quay và nhiều vấn đề khác của phân tử Vì thế giá trị của phương pháp này càng được nâng cao Có thể nói phương pháp AB-initio có một lời giải khá chính xác cho hầu hết các hệ phân tử và là sự tính từ đầu cho tất cả các tích phân bằng phép giải tích Mặc dù độ tin cậy và chính xác cao nhưng do tính chất phức tạp của các phép tính nên đòi hỏi phải sử dụng máy tính điện tử. .. quát là AXnEm Với mô hình này người ta chỉ chú ý tới những điện tử hóa trị trực tiếp bao quanh nguyên tử trung tâm A, nghĩa là những điện tử hóa trị của nguyên tử này (bao gồm cả điện tử liên kết và không liên kết) và những điện tử tham gia liên kết của các phối tử B Mỗi cặp điện tử không liên kết được kí hiệu là E Mô hình này dựa trên cơ sở lý thuyết: Các điện tử đẩy lẫn nhau, các điện tử có spin giống ... lượng tử hiểu thêm phần mềm hóa học áp dụng phần mềm để giải yêu cầu toán hóa học, lựa chọn đề tài Sử dụng mô hình VSEPR mô tả dạng hình học phân tử HXOn (X: Halogen, Cl, Br, I) mô tả phần mềm lượng. .. dạng hình học Mô phân tử phân mềm lượng tử Hyperchem Đối tƣợng nghiên cứu Phần mềm lượng tử Hyperchem Các tham số cấu trúc, tham số lượng tử Đại lượng nhiệt động H 298 Mô hình VSEPR hình dạng phân. .. - Sử dụng mô hình VSEPR nghiên cứu hình dạng phân tử HXOn (với X: Halogen, n:1→ 4) ta thấy xác định hình dạng phân tử HXOn: HXO: Dạng hình chữ V, nguyên tử trung tâm O dạng lai hóa sp3 HXO2: Dạng

Ngày đăng: 31/10/2015, 18:04

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan