THÔNG TIN TÀI LIỆU
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN THỊ ĐƯƠNG NGHIÊN CỨU LIÊN KẾT HYDRO VÀ ĐỘ BỀN CÁC PHỨC TƯƠNG TÁC CỦA CH3CHZ VỚI RCZOH h (R = H, F, CH3; Z = O, S, Se, Te) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC LƯỢNG TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Bình Định – Năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN THỊ ĐƯƠNG NGHIÊN CỨU LIÊN KẾT HYDRO VÀ ĐỘ BỀN CÁC PHỨC TƯƠNG TÁC CỦA CH3CHZ VỚI RCZOH h (R = H, F, CH3; Z = O, S, Se, Te) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC LƯỢNG TỬ Chuyên ngành: Hóa lí thút và hóa lí Mã sớ: 8440119 Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN TIẾN TRUNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thực Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học khác Học viên Nguyễn Thị Đương h LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn đến PGS TS Nguyễn Tiến Trung, người thầy ln tận tình dạy, hướng dẫn giúp đỡ trình học tập thực luận văn Ngồi ra, xin chân thành cảm ơn quan tâm, chia sẻ giúp đỡ PGS TS Vũ Thị Ngân TS Trần Ngọc Trí suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Phịng Thí nghiệm Hóa học tính tốn mơ Xin cảm ơn ThS Nguyễn Trường An anh chị Phịng Thí nghiệm Hóa học tính tốn mô – Trường Đại học Quy Nhơn nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ tơi suốt q trình học tập h Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy Cô Khoa Khoa học Tự nhiên – trường Đại học Quy Nhơn tận tình truyền dạy, trang bị kiến thức khoa học ý nghĩa để tơi hồn thành tốt luận văn Xin cảm ơn bạn – Nguyễn Hương Giang người bạn dành thời gian bên cạnh cần Cảm ơn ủng hộ tin tưởng bạn dành cho Và cuối cùng, xin gửi lời biết ơn đến bố mẹ vất vả lao động có hội học tập Cảm ơn bố mẹ bên cạnh, ủng hộ, động viên Cảm ơn thành viên gia đình bên tôi, chia sẻ động viên suốt năm tháng qua Bình Định, ngày 22 tháng 11 năm 2021 Học viên Nguyễn Thị Đương MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… 1 Lý chọn đề tài 2.Tổng quan tài liệu tình hình nghiên cứu đề tài h Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5 Phương pháp nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu sở lý thuyết 5.2 Phương pháp tính hóa học lượng tử 6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT HÓA HỌC LƯỢNG TỬ 1.1 Phương trình Schrưdinger 1.2 Sự gần Born–Oppenheimer Ngun lí khơng phân biệt hạt đồng 10 1.2.1 Sự gần Born–Oppenheimer 10 1.2.2 Ngun lí khơng phân biệt hạt đồng 11 1.3 Nguyên lí phản đối xứng hay nguyên lý loại trừ Pauli 11 1.4 Hàm sóng hệ nhiều electron 12 1.5 Cấu hình electron trạng thái hệ nhiều electron 13 1.6 Bộ hàm sở 13 1.6.1 Orbital kiểu Slater Gaussian 13 1.6.2 Một số khái niệm hàm sở 14 1.6.3 Phân loại hàm sở 15 1.7 Các phương pháp gần hoá học lượng tử 16 1.7.1 Phương pháp bán kinh nghiệm 16 1.7.2 Phương pháp Hartree–Fock phương trình Roothaan 16 1.7.3 Phương pháp nhiễu loạn Møller-Plesset (MPn) 19 1.7.4 Phương pháp chùm tương tác (Coupled-Cluster-CC 21 1.7.5 Thuyết phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory-DFT) 22 1.8 Thuyết AIM 23 h 1.9 Orbital phân tử khu trú (LMO), orbital thích hợp (NO), orbital nguyên tử thích hợp (NAO) orbital liên kết thích hợp (NBO) 26 1.9.1 Orbital phân tử khu trú (LMO) 26 1.9.2 Orbital thích hợp (NO), orbital nguyên tử thích hợp (NAO) orbital liên kết thích hợp (NBO) 26 1.10 Sai số chồng chất sở (BSSE) [48, 51] 27 CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ LIÊN KẾT HYDRO VÀ HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU 29 2.1 Liên kết hydro 29 2.1.1 Khái niệm phân loại liên kết hydro 29 2.1.2 Tầm quan trọng liên kết hydro 30 2.1.3 Liên kết hydro chuyển dời đỏ (Red–Shifting Hydrogen Bond) liên kết hydro chuyển dời xanh (Blue–Shifting Hydrogen Bond) 31 2.2 Phương pháp thực nghiệm lý thuyết nghiên cứu liên kết hydro 32 2.2.1 Phương pháp thực nghiệm 32 2.2.2 Phương pháp lý thuyết 33 2.3 Hệ chất nghiên cứu 34 2.3.1 Giới thiệu chung hệ chất nghiên cứu 34 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Kết tối ưu số monomer ban đầu thơng số tính tốn 37 3.1.1 Cấu trúc hình học monomer RCZOH (R = CH3, H, F; Z = O, S, Se, Te) 37 3.1.2 Cấu trúc hình học monomer CH3CHZ (Z = O, S, Se, Te) 39 3.2 Tương tác RCZOH với CH3CHZ (R = CH3, H, F; Z = O, S, Se, Te) 40 3.2.1 Cấu trúc hình học phân tích AIM 40 h 3.2.2 Năng lượng tương tác 533 3.2.3 Phân tích NBO, chuyển dời đỏ chuyển dời xanh liên kết hydro O3–H4∙∙∙Z7 C5–H6∙∙∙Z2 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Các ký hiệu ∆E* : Năng lượng tương tác phức hiệu chỉnh ZPE BSSE Einter : Năng lượng tương tác siêu liên hợp ngoại phân tử ∆Eintra : Sự thay đổi lượng siêu liên hợp nội phân tử r : Độ dài liên kết ∆r : Sự thay đổi độ dài liên kết ν : Tần số dao động hóa trị ∆ν : Sự thay đổi tần số dao động hóa trị ρ(r) : Mật độ electron điểm tới hạn liên kết λ1, λ2, λ3 : Các trị riêng ma trận mật độ Hessian : Laplacian điểm tới hạn liên kết H(r) : Tổng lượng mật độ electron khu trú BCP V(r) : Mật độ electron khu trú BCP G(r) : Mật độ động electron khu trú BCP h 2ρ(r) Các chữ viết tắt AIM : Atom In Molecule (thuyết nguyên tử phân tử) BCP : Bond Critical Point (điểm tới hạn liên kết) BSSE : Basis Set Superposition Error (sai số chồng chất sở) CC : Coupled Cluster (chùm tương tác) CCP : Cage Critical Point (điểm tới hạn lồng) CP : Critical Point (điểm tới hạn) DPE : Deprotonation Enthalpy (enthalpy tách proton) EDT : Electron Density Transfer (giá trị chuyển mật độ electron) GTO : Gaussian Type Orbital (orbital kiểu Gaussian) HF : Hartree-Fock LMO : Local Molecular Orbital (orbital phân tử khu trú) MP2 : Møller Plesset (phương pháp nhiễu loạn bậc 2) NAO : Natural Atom Orbital (orbital nguyên tử thích hợp) NBO : Natural Bond Orbital (orbital liên kết thích hợp) NO : Natural Orbital (orbital thích hợp) NMR : Nuclear Magnetic Resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân) RCP : Ring Critical Point (điểm tới hạn vòng) SCF : Self Consistent Field (trường tự hợp) STO : Staler Type Orbital (orbital kiểu Staler) ZPE : Zero Point Energy (năng lượng dao động điểm không) h DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 3.2 Tên bảng Các thông số chọn monomer RCZOH (R = CH3, H, F ; Z = O, S, Se, Te) Các thông số chọn monomer CH3CHZ (Z = O, S, Se, Te) Trang 38 39 Kết phân tích AIM liên kết hydro C5–H6∙∙∙Z2 3.3a phức RCZOH (R = CH3, H, F; Z = O, S) CH3CHZ (Z = 43 O, S, Se, Te) Kết phân tích AIM liên kết hydro C5–H6∙∙∙Z2 3.3b phức RCZOH (R = CH3, H, F; Z = Se, Te) CH3CHZ (Z 44 = O, S, Se, Te) Kết phân tích AIM liên kết hydro O3–H4∙∙∙Z7 3.4a phức RCZOH (R = CH3, H, F ; Z = O, S, Se, Te) 49 CH3CHZ (Z = O, S) h Kết phân tích AIM liên kết hydro O3–H4∙∙∙Z7 3.4b phức RCZOH (R = CH3, H, F ; Z = O, S, Se, Te) 50 CH3CHZ (Z = Se, Te) Năng lượng tương tác hiệu chỉnh ZPE BSSE (∆E*, 3.5 (kJ.mol-1) phức RCZOH với CH3CHZ (R = CH3, 53 H, F; Z = O, S, Se, Te) Giá trị lực proton (PA, kJ.mol-1) nguyên tử Z enthalpy 3.6 tách proton (DPE, kJ.mol-1) liên kết O/Csp2–H monomer RCZOH CH3CHZ (R = CH3, H, F; Z = O, S, Se, 55 Te) Giá trị mật độ chuyển electron tổng (EDT, e), lượng tương tác siêu liên hợp bậc (Einter, kJ.mol-1) biến thiên lượng 3.7a tương tác siêu liên hợp nội phân tử (∆Eintra, kJ.mol-1) phức RCZOH (R = CH3, H, F; Z = O, S, Se, Te) CH3CHZ (Z = O, S) 57
Ngày đăng: 01/12/2023, 14:44
Xem thêm: