Полуэмпирический расчет молекулы в программе MOPAC. Знакомство с программой Chemcraft
Автор: crosssa • Апрель 11, 2024 • Лабораторная работа • 1,083 Слов (5 Страниц) • 21 Просмотры
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Полуэмпирический расчет молекулы в программе MOPAC.
Знакомство с программой Chemcraft
Цель работы - проведение полуэмпирического квантовохимического расчета с помощью программного комплекса MOPAC и химическая интерпретация полученных результатов; освоение графического редактора и программы для визуализации результатов расчета Chemcraft.
В лабораторной работе используется стандартная процедура квантовохимического расчета, которая включает задание начальной геометрии молекулы с помощью графического редактора и построение входного файла для квантово-химического программного комплекса. В результате расчета получается оптимизированная геометрия соединения и рассчитаны некоторые параметры электронной структуры молекулы.
Алгоритм работы на примеры молекулы Фенола:
1. Создание молекулы фенола средствами графической оболочки Chemcraft.
ыпвыррывкаыпвр
[pic 1]
2. Подготовка исходного файла (input file).
Таблица 1: исходная геометрия молекулы фенола.
A/m | x | y | z |
C | -5.621200321 | 0.233703085 | -4.445011516 |
C | -6.826306511 | 0.269907128 | -3.723388548 |
C | -4.416067798 | 0.269336244 | -3.723404109 |
C | -6.826604967 | 0.339200805 | -2.331259875 |
C | -4.415718542 | 0.338629767 | -2.331275440 |
C | -5.621148931 | 0.373896237 | -1.628490137 |
H | -7.761498274 | 0.243272412 | -4.262931836 |
H | -3.480895725 | 0.242258518 | -4.262959472 |
H | -7.764466688 | 0.366046361 | -1.796381657 |
H | -3.477837302 | 0.365031039 | -1.796409332 |
H | -5.621121084 | 0.564509900 | -0.565444310 |
O | -5.621114938 | 0.499542399 | -5.860260417 |
H | -5.620884191 | 1.448157417 | -6.007669692 |
3. Оптимизация геометрии молекулы полуэмпирическим методом АМ1.
[pic 2]
4. Визуализация оптимизированной геометрии молекулы.
Таблица 2: остаточные заряды на атомах.
[pic 3]
am1 | ||
ATOM NO. | TYPE | CHARGE |
1 | C | 0.077808 |
2 | C | -0.213372 |
3 | C | -0.156659 |
4 | C | -0.091608 |
5 | C | -0.096971 |
6 | C | -0.165507 |
7 | H | 0.132645 |
8 | H | 0.149667 |
9 | H | 0.132151 |
10 | H | 0.133901 |
11 | H | 0.133238 |
12 | O | -0.252611 |
13 | H | 0.217316 |
Потенциальный центр нуклеофильной реакции (наибольший
положительный заряд) – атом углерода (номер 1), потенциальный центр электрофильной (наибольший по величине отрицательный заряд) – атом кислорода.
Таблица 3: дипольный момент молекулы фенола различными полуэмпирическими методами и его погрешность относительно табличного значения.
Метод | Расчетное значение | Табличное значение | Погрешности | |
Δ | δ | |||
am1 | 1.233 | 1.400 | 0.167 | 0.119 |
rm1 | 1.224 | 0.176 | 0.126 | |
pm3 | 1.143 | 0.257 | 0.184 | |
pm6 | 1.359 | 0.041 | 0.029 | |
pm7 | 1.310 | 0.090 | 0.064 |
Таблица 4: длины связей, абсолютная и относительная погрешности метода AM1.
am1 | |||||||
Длины связей | Погрешности | ||||||
Расчетные данные | Табличные данные | Δ | δ | ||||
C=C (1-2) | 1,402 | C=C | 1,392 | 0,010 | 0,007133 | ||
C-C (1-3) | 1,405 | C-C | 1,392 | 0,013 | 0,009253 | ||
C-O (1-12) | 1,377 | C-O | 1,362 | 0,015 | 0,010893 | ||
C-C (2-4) | 1,394 | C-C | 1,392 | 0,002 | 0,001435 | Δ = | 0,013 |
C-H (2-7) | 1,099 | C-H | 1,077 | 0,022 | 0,020018 | δ = | 0,011 |
C=C (3-5) | 1,391 | C=C | 1,392 | 0,001 | 0,000719 | ||
C-H (3-8) | 1,099 | C-H | 1,077 | 0,022 | 0,020018 | ||
C=C (4-6) | 1,394 | C=C | 1,392 | 0,002 | 0,001435 | ||
C-H (4-9) | 1,100 | C-H | 1,077 | 0,023 | 0,020909 | ||
C-C (5-6) | 1,396 | C-C | 1,392 | 0,004 | 0,002865 | ||
C-H (5-10) | 1,100 | C-H | 1,077 | 0,023 | 0,020909 | ||
C-H (6-11) | 1,099 | C-H | 1,077 | 0,022 | 0,020018 | ||
O-H (12-13) | 0,968 | O-H | 0,960 | 0,008 | 0,008264 |
...