متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :شیمی

گرایش :شیمی­- فیزیک

عنوان : مطالعه تئوری برهم­کنش در کلاسترهای H2SO4…HNO…(H2O)n (n = 0-2)

 دانشگاه اراك

دانشكده علوم پایه

كارشناسي ارشد شیمی (گرایش شیمی­- فیزیک)

 

مطالعه تئوری برهم­کنش در کلاسترهای H2SO4…HNO…(H2O)n (n = 0-2)

 

استاد راهنما:

دکتر محمد سلیمان­نژاد

 

استاد مشاور:

دکتر وحید مهدوی

 

تابستان 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                            صفحه

چکیده

فصل اول: مقدمه و تئوری

مقدمه. 2

نگاهي به شيمي محاسباتي.. 2

1-  روش­هاي محاسباتي.. 3

1-1)  روش مبتني بر مکانيک مولکولي(MMM ) 3

1-2) روش مبتني بر ساختار الکتروني (ESM) 4

تقريب بورن- اپنهايمر. 5

1- روش­هاي نيمه تجربي.. 6

3- روش­هاي تابعيت چگالي.. 6

الف- تئوري تغيير. 7

ب- تئوري اختلال.. 8

1-2-1)  روش نيمه تجربي (SEM) 8

1-2-2) روش از آغازين.. 9

1-2-2-1) تقريب هارتري.. 10

1-2-2-2) تقريب هارتري- فاک… 11

1-2-2-3) روش هارتري- فاک براي مولکول­ها 12

1-2-2-4) هم­بستگي الکتروني.. 13

1-2-2-4-2)برهم­کنش­هاي پيکربندي (CI) 16

1-2-2-4-3) خوشه­هاي جفت شده  (CC) 17

1-2-3) روش­هاي تابعيت چگالي ( DFT ) 17

1-3) مجموعه­هاي پايه. 18

1-3-2) اوربيتال­هاي گوسيني.. 19

1-3-3) توابع قطبيده 20

1-3-4) توابع پخشيده 21

1-3-5) مجموعه پايه هم­بستگي سازگار 21

1-3-6) خطاي ناشي از برهم­نهی مجموعه پايه  BSSE.. 22

1-4) تئوري اتم­ها در مولکول­ها 25

فصل دوم: تئوری و مروري بر تحقيقات گذشته

2-1) شيمي اتمسفر محاسباتي.. 29

2-2) پيوند هيدروژني.. 30

2-3) جابه­جايي آبي و بررسي منشاء آن.. 31

2-4) مروري بر مطالعات انجام شده 37

فصل سوم: مطالعه تئوری برهم کنش در کلاستر های H2SO4…HNO…(H2O)n(n = 0-2)

3-1) جزئيات محاسباتي.. 40

3-2) نتايج و بحث محاسبات نظري.. 42

3-2-1) کلاستر H2SO4…HNO… 42

3-2-2) کلاسترهايH2SO4…HNO…H2O… 44

3-2-3) کلاسترهاي H2SO4…HNO…(H2O)2 49

3-2-4) آناليز فرکانس ارتعاشي.. 58

3-2-5) آناليز برهم­کنش چند-جسمي.. 60

3-2-6) آناليز انرژي برهم­کنش…. 63

3-2-7) بحث و نتيجه­گيري.. 65

منابع و مراجع.. 66

پيوست

چکيده به زبان انگليسي

عنوان به زبان انگليسي

فهرست جداول

عنوان                                                                                                    صفحه

جدول 1-1) دسته­بندي نقاط بحراني براساس ماتريس Hessian.. 26

جدول 2-1) ثابت­هاي نيروي غيرقطري (KA-X,A-H) برحسب mdyn Å-1  براي هيدريدهاي سه اتمي (برگرفته از مرجع43) 36

جدول3-2-1) خواص نقاط بحراني پيوند بين مولکولي ساختار R در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 43

جدول 3-2-2) انرژي پايداري (kcal/mol)، ساختار بهينه شده R در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 43

جدول3-2-3) خواص نقاط بحراني پيوند بين مولکولي ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 47

جدول 3-2-4) انرژي پايداري (kcal/mol) و انرژي نسبي (kcal/mol)، ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 48

جدول3-2-5) خواص نقاط بحراني پيوند بين مولکولي ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 55

جدول 3-2-6) انرژي پايداري (kcal/mol)و انرژي نسبي (kcal/mol)، ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 58

جدول 3-2-7) تغيير طول (Å)و زاويه پيوند مولکول HNO، جابه­جايي آبي فرکانس کششي پيوند N-H (1-cm) در ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…(H2O)n(n = 0-2) در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 59

جدول 3-2-8) تجزيه انرژي برهم­کنش (kcal/mol) در پايدارترين و ناپايدارترين کلاسترهاي سه­تايي  61

جدول 3-2-9) تجزيه انرژي برهم­کنش (kcal/mol) در پايدارترين و ناپايدارترين کلاسترهاي چهارتايي  62

جدول 3-2-10) مؤلفه­هاي EDA (kcal/mol) براي انرژي برهم­کنش ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…(H2O)n (n = 0-2) در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 64

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                صفحه

شکل 1-1) نقاط بحراني در دو بعد…………………………………………………………………………………………..25
شکل 1-2) نقاط بحراني پيوند BCP براي مولکول فرمالدهيد.. 26

شکل 1-3) نقطه بحراني حلقه­اي براي کمپلکس حاصل از دو مولکول فرمالدهيد.. 27

شکل 2-1) شکل شماتيک انتقال دانسيته الکترون، δe-، در کمپلکس پيوند هيدروژني با جابه­جايي آبي (A) و جابه­جايي قرمز (B) 33

شکل 2-2) فاصله­هاي A-H بهينه شده براساس روبش A-X در هيدريدهاي سه اتمي (برگرفته از مرجع43) 35

شکل 3-2-1) کلاستر بهينه شده R در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ (فاصله­هاي بين مولکولي بر حسب آنگستروم) 42

شکل 3-2-2) گراف مولکولي ساختار R در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 42

شکل 3-2-3) ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ (فاصله­هاي بين مولکولي برحسب آنگستروم) 45

شکل 3-2-4) گراف مولکولي ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…H2O در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 46

شکل 3-2-5) ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ (فاصله­هاي بين مولکولي بر حسب آنگستروم) 51

شکل 3-2-6) گراف مولکولي ساختارهاي بهينه شده H2SO4…HNO…(H2O)2 در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ.. 53

شکل 3-2-7) نمودار دانسيته الکتروني در نقاط بحراني پيوند هيدروژني O…H در مقابل فاصله بين مولکولي O…H در تمام کلاسترهاي مطالعه شده…..57

   چکيده

در کار حاضر، به مطالعه تئوري ساختارهاي پايدار، انرژي­هاي پيوند و نحوه برهم­کنش در کلاسترهاي H2SO4…HNO…(H2O)n (n = 0-2) در سطح محاسباتي MP2/aug-cc-pVDZ پرداخته شد. حضور يک و دو مولکول H2O، برهم­کنش ميان دو مولکول HNO و H2SO4 را تقويت نموده و اين نشان دهنده نقش مثبت مولکول H2O در گرفتن و به دام انداختن مولکول HNO توسط ذرات معلق H2SO4 مي­باشد. تئوري AIM به منظور نشان دادن مسير برهم­کنش­ها و دانسيته الکتروني نقاط بحراني پيوند کلاستر­ها بکار برده شد و سپس به آناليز برهم­کنش چند-جسمي پرداخته شد. انقباض طول پيوند و جابه­جايي آبي فرکانس کششي پيوند N-H، در نتيجه­ي تشکيل پيوند هيدروژني اتفاق مي­افتد. براساس آناليز EDA نشان داده شده است که اثرات الکترواستاتيک و قطبش در انرژي پايداري کلاسترها سهم بيش­تري دارند.

 فصل اول
مقدمه

يکي از پايه­­هاي فيزيک جديد مکانيک کوانتومي مي­باشد. عبارت مکانيک کوانتومي اولين بار در سال 1924 توسط بورن مطرح شد [1]. مکانيک کوانتوم، توصيف صحيح از رفتار الکترون­ها مي­باشد. از ديدگاه تئوري، در مکانيک کوانتومي هر خاصيت اتم منفرد يا مولکول دقيقا قابل پيش بيني مي­باشد، اما عملا معادلات مکانيک کوانتومي براي هيچ سيستم شيميايي به جز اتم هيدروژن به طور دقيق حل نشده است [2].

شيمي کوانتومي دانش کاربرد مکانيک کوانتوم در مسائل مربوط به شيمي مي­باشد. به عنوان مثال در زمينه شيمي فيزيک از مکانيک کوانتوم در موارد زير استفاده مي­شود :

*       محاسبه خواص ترموديناميکي گازها( مانند انتروپي، ظرفيت گرمايي)

*       تفسير طيف­هاي مولکولي، به منظور کمک به تعيين خواص مولکولي ( مانند طول، زواياي پيوندي و ممان­هاي دوقطبي)

*       بررسی و محاسبه خواص حالت­های گذار در واکنش­هاي شيميايي، به منظور تخمين ثابت سرعت [3].

نگاهي به شيمي محاسباتي
با گذشت زمان نياز به علوم کامپیوتري در جهان بيش­تر مي­شود. در زمينه علوم پايه، علوم کامپيوتري گام­هاي موثري برداشته و گواه اين امر طراحي و توليد صدها نرم­افزار است، که با نرم افزارها، محاسبات راحت­تر انجام مي­شود.

شيمي محاسباتي[1] که به آن مدل سازي مولکولي[2] نيز مي­گويند، تلاش مي­نمايد نتايج مرتبط با مسائل شيميايي را با بهره گرفتن از کامپيوتر بدست آورد. سوال­هايي که به طور کلي به صورت محاسباتي مورد بررسي قرار مي­گيرند، عبارتند از:

*       ساختار مولکولي (Molecular geometry  )

*       انرژي مولکول­ها وحالت­هاي گذار

*       فعاليت­هاي شيميايي (Chemistry reactivity)

*       طيف­هاي  NMR, UV, IR

*       برهم کنش­هاي يک ماده با آنزيم و خصوصيات فيزيکي مواد [1].

1-  روش­هاي محاسباتي:

در شيمي محاسباتي روش­ها به دو دسته تقسيم مي­شوند:

1-­­­ روش­ مبتني بر مکانيک مولکولي[3] MMM

2-­ روش مبتني بر ساختار الکتروني[4] ESM

در هر دو روش ذکر شده محاسبات پايه­اي يکساني انجام مي­گيرد:

1-­ محاسبات انرژي براي يک ساختار مولکولي خاص

2-­ انجام بهينه سازي ساختار هندسي که در کمينه سطح انرژي پتانسيل قرار مي­گيرد.

3-­ محاسبه بسامدهاي ارتعاشی که در اثر حرکات دروني مولکول­ها پديد مي­آيد [4].

تعداد صفحه : 98

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :
 
 
Categories: شیمی