GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
ĐỀ THI
Môn học: Phương pháp tính toán lượng tử mô phỏng trong quang phổ
Mã số đề thi: 04/k19/2010
1. Xây dựng mô hình cho phân tử axít acetic CH 3COOH. Lưu tập tin dữ liệu
vào với tên là axitace.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 6-31+G(d,p) để xác định:
a. Năng lượng của phân tử.
b. Phân bố điện tích trên các nguyên tử của phân tử.
c. Momen lưỡng cực của phân tử.
d. Bảng định hướng chuẩn. Hỏi phân tử có ở dạng phẳng hay không ?
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 định độ dài liên kết của các
liên kết C=O và liên O-H.
f. Lập bảng số liệu theo mẫu bên dưới. Vẽ phổ Raman của phân tử axít
acetic. Xác định tần số dao động hóa trị của nhóm carbonyl C=O và
nhóm O-H.
STT
Raman
Tần số (cm )
Cường độ
-1
Hồng ngoại (IR)
Tần số (cm-1)
Cường độ
1
2
…
Ghi chú: Ngoài các kết quả trên, đề nghị học viên nộp tập tin dữ liệu vào
(axitace.gjf) và tập tin dữ liệu xuất (axitace.out).
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
Page 1
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
Bài làm
1. Xây dựng mô hình cho phân tử acitacetic CH 3COOH. Lưu tập tin dữ
liệu vào với tên là acitace.gjf.
Mô hình phân tử acitacetic
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 6-31+G(d,p) để xác định:
a. Năng lượng của phân tử:
SCF Done: E(RHF) = -227.620287907
A.U. after 13 cycles
Vậy năng lượng của nguyên tử là -227.620287907
b. Phân bố điện tích trên các nguyên tử của phân tử.
Mulliken atomic charges:
1
1 C -0.417549
2 C
0.598112
3 H 0.160654
4 H 0.160672
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
Page 2
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
5 H 0.188517
6 H 0.367776
7 O -0.532558
8 O -0.525624
Sum of Mulliken charges= 0.00000
Xem xét trên Gaussview
c. Momen lưỡng cực của phân tử. So so sánh với momen lưỡng cực
của acitacetic
Dipole moment (field-independent basis, Debye):
X=
3.6468 Y=
-3.3749
Z=
0.0000 Tot=
4.9688
d. Bảng định hướng chuẩn. Từ bảng định hướng chuẩn nhận xét về
cấu trúc của phân tử.
Standard orientation:
--------------------------------------------------------------------HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
Page 3
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
Center
Atomic
Number
Atomic
Number
Type
Coordinates (Angstroms)
X
Y
Z
--------------------------------------------------------------------1
6
0
1.362550 -0.066572
0.000001
2
6
0
-0.133497
0.000010
3
1
0
1.665351 -0.626796 -0.879577
4
1
0
1.665425 -0.626567
5
1
0
1.852841
6
1
0
-0.338878 -1.764461 -0.000013
7
8
0
-0.866263 -0.981689
8
8
0
-0.661119
0.136582
0.879697
0.894757 -0.000155
0.000000
1.194565 -0.000002
-------------------------------------------------------------------- Nhận xét cấu trúc phân tử: các tọa độ trên các trục tọa độ đều khác 0, như
vậy phân tử phân bố trong không gian Oxyz. Do đó phân tử không phẳng.
Xem xét trên Gauss View:
Sự phân bố của acitacetic trong tọa độ Oxyz
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
Page 4
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
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 định độ dài liên kết của
liên kết O-H.
! Optimized Parameters !
! (Angstroms and Degrees) !
-------------------------! Name Definition
-------------------------Value
Derivative Info.
!
-------------------------------------------------------------------------------! R1
R(1,2)
1.5098
-DE/DX =
0.0
!
! R2
R(1,3)
1.0859
-DE/DX =
0.0
!
! R3
R(1,4)
1.0859
-DE/DX =
0.0
!
! R4
R(1,5)
1.0791
-DE/DX =
0.0
!
! R5
R(2,7)
1.337
-DE/DX =
0.0
!
! R6
R(2,8)
1.1822
-DE/DX =
0.0
!
! R7
R(6,7)
0.9439
-DE/DX =
0.0
!
! A1 A(2,1,3)
110.2266
-DE/DX =
0.0
!
! A2 A(2,1,4)
110.2285
-DE/DX =
0.0
!
! A3 A(2,1,5)
109.2891
-DE/DX =
0.0
!
! A4 A(3,1,4)
108.2012
-DE/DX =
0.0
!
! A5 A(3,1,5)
109.4373
-DE/DX =
0.0
!
! A6 A(4,1,5)
109.4383
-DE/DX =
0.0
!
! A7 A(1,2,7)
115.5024
-DE/DX =
0.0
!
! A8 A(1,2,8)
124.2388
-DE/DX =
0.0
!
! A9 A(7,2,8)
120.2588
-DE/DX =
0.0
!
! A10 A(2,7,6)
112.7947
-DE/DX =
0.0
!
! D1
D(3,1,2,7)
59.6798
-DE/DX =
0.0
!
! D2
D(3,1,2,8)
-120.3185
-DE/DX =
0.0
!
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
Page 5
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
! D3
D(4,1,2,7)
-59.6962
-DE/DX = 0.0
!
! D4
D(4,1,2,8)
120.3055
-DE/DX =
0.0
!
! D5
D(5,1,2,7)
179.9906
-DE/DX =
0.0
!
! D6
D(5,1,2,8)
-0.0077
-DE/DX =
0.0
!
! D7
D(1,2,7,6)
0.0
-DE/DX =
0.0
!
! D8
D(8,2,7,6)
-DE/DX =
0.0
!
-180.0016
Xác định độ dài liên kết của liên kết O-H:
R7
R(6,7)
0.9439
Vậy độ dài của liên kết O-H: 0.9439
Xác định độ dài liên kết của liên kết C=O:
R6
R(2,8)
1.1822
Vậy độ dài của liên kết C=O: 1.1822
Xem xét trên Gauss View
Độ dài liên kết O(7)-H(6)
Độ dài liên kết C(2)=O(8)
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
Page 6
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
f. Lập bảng các số liệu theo mẫu bên dưới.
STT
Hồng ngoại (IR)
Tần số (cm-1)
Cường độ
Raman
Tần số (cm-1)
Cường độ
Phổ IR của acitacetic CH3COOH
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
Page 7
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
Phổ Raman của acitacetic CH3COOH
R aman
120
R aman (Activity)
100
80
60
40
20
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
Tan so (cm-1)
Tần số dao động hóa trị của nhóm O-H:
4183.64
- Ở tần số này phổ hông ngoại có cường độ: 98.2056
- Ở tần số này phổ Raman có cường độ: 46.8881
Tần số dao động hóa trị của nhóm C=O:
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
2045.64
Page 8
GVHD: PGS.TS. HUỲNH THÀNH ĐẠT
- Ở tần số này phổ hông ngoại có cường độ mạnh: 429.382
- Ở tần số này phổ Raman có cường độ yếu hơn:
HỌC VIÊN: LÊ THỊ LỤA
12.558
Page 9
- Xem thêm -