TÍNH TOÁN PHỔ DAO ĐỘNG CỦA DGLUCOSE BẰNG PHƯƠNG PHÁP DFT

I HC QUC GIA H NI TRNG I HC KHOA HC T NHIấN NGUYN TH THY TNH TON PH DAO NG CA D-GLUCOSE BNG PHNG PHP DFT LUN VN THC S KHOA HC H Ni - 2015 I HC QUC GIA H NI TRNG I HC KHOA HC T NHIấN NGUYN TH THY TNH TON PH DAO NG CA D-GLUCOSE BNG PHNG PHP DFT Chuyờn ngnh : Quang hc Mó s : 60440109 LUN VN THC S KHOA HC NGI HNG DN KHOA HC: TS HONG CH HIU H Ni - 2015 LI CM N Li u tiờn tụi xin gi li cm n sõu sc ti: Thy giỏo TS.Hong Chớ Hiu ngi ó trc tip ch bo tn tỡnh, giỳp tụi sut thi gian hc v hon thnh lun ny ng thi, tụi rt cm kớch trc s ng h v giỳp nhit tỡnh ca TS.Nguyn Tin Cng v ThS.Nguyn Vn Thnh ó ch bo cho tụi v mt s phn mm v nhng vng mc quỏ trỡnh thc hin ti Tụi cng xin gi li cm n chõn thnh nht ti tt c cỏc thy cụ, th cỏn b B mụn Quang hc lng t, cựng ton th ngi thõn, gia ỡnh v bn bố ó giỳp , ng viờn tụi cú th hon thnh lun ny Qua õy, tụi cng chõn thnh gi li cm n n cỏc Thy Cụ Khoa Vt lý ó dy bo v to mi iu kin thun li cho tụi sut quỏ trỡnh hc v hon thnh lun ca tụi Tỏc gi cng xin cỏm n s h tr kinh phớ ca ti QG.13.04 H Ni, ngy 05 thỏng 02 nm 2015 Hc viờn cao hc Nguyn Th Thy MC LC 1.2.2.Ngun gc v cu trỳc ph Raman 23 1.2.3.Cỏc nguyờn tc chn lc cho ph Hng ngoi v ph Raman [22] 25 1.2.4 S dao ng ca phõn t nguyờn t .30 1.2.5.So sỏnh ph Raman v ph Hng ngoi [39] .38 1.2.6.ng dng ca phng phỏp phõn tớch ph Raman [39] 40 TI LIU THAM KHO 84 DANH MC BNG BIU 1.2.2.Ngun gc v cu trỳc ph Raman 23 1.2.3.Cỏc nguyờn tc chn lc cho ph Hng ngoi v ph Raman [22] 25 1.2.4 S dao ng ca phõn t nguyờn t .30 1.2.5.So sỏnh ph Raman v ph Hng ngoi [39] .38 1.2.6.ng dng ca phng phỏp phõn tớch ph Raman [39] 40 TI LIU THAM KHO 84 i DANH MC HèNH V 1.2.2.Ngun gc v cu trỳc ph Raman 23 1.2.3.Cỏc nguyờn tc chn lc cho ph Hng ngoi v ph Raman [22] 25 1.2.4 S dao ng ca phõn t nguyờn t .30 1.2.5.So sỏnh ph Raman v ph Hng ngoi [39] .38 1.2.6.ng dng ca phng phỏp phõn tớch ph Raman [39] 40 TI LIU THAM KHO 84 ii CC Kí HIU V T VIT TT : Lng in tớch chuyn t cỏc phõn t t tớnh sang phõn t phi t AO: Qu o nguyờn t (Atomic orbital) DFT: Lý thuyt phim hm mt (Density functional theory) : Tng nng lng : i lc in t ca phõn t phi t : Nng lng liờn kt gia cỏc phõn t : Nng lng ca trng thỏi singlet : Nng lng ca trng thỏi triplet : Nng lng tng quan trao i HOMO: Qu o phõn t cao nht b chim (Highest occupied molecular orbital) HS: Spin cao (High spin) : Tham s tng quan trao i hiu dng : ng nng LS: Spin thp (Low spin) LUMO: Qu o phõn t thp nht khụng b chim (Lowest unoccupied molecular orbital) m: Moment t n: in tớch MDED: Mt bin dng in t (Molecular Deformation Electron Density) MO: Qu o phõn t (Molecular orbital) S: Tng spin SOMO: Qu o b chim bi mt in t SE: Tng tỏc siờu trao i (Super Exchange Interaction) DE: Tng tỏc trao i kộp (Double Exchange Interaction ) DOS: Mt trng thỏi (Density Of States) LDA: Phim hm gn ỳng mt a phng (Local Density Approximation) GGA: Phng phỏp gn ỳng gradient suy rng (Generalized Gradient Approximation) iii LCAO: T hp tuyn tớnh cỏc orbital nguyờn t (Linear Combination of Atomic Orbital) iv M U Lý thuyt phim hm mt DFT (Density Functional Theory) l mt lý thuyt c dựng mụ t cỏc tớnh cht ca h electron nguyờn t, phõn t, vt rn,trong khuụn kh ca lý thuyt lng t [10,23,28] Trong lý thuyt ny, mt in t c s dng mụ t trng thỏi ca h thay vỡ s dng hm súng Mt hm súng mụ t h N in t s phi cha 3N bin ta Trong ú, mt in t ch ph thuc vo ba bin ta c lp vi s in t Vỡ th gia tng s in t ca h, hm súng s tr nờn phc nhng mt in t khụng thay i bin s bin Do vy, lý thuyt phim hm mt DFT cú nhiu u im ln (v hin ang c s dng nhiu nht) vic tớnh toỏn cỏc tớnh cht vt lý cho cỏc h c th xut phỏp t nhng phng trỡnh rt c bn ca vt lý lng t [10,23,28] Trong nhng nm gn õy, vic s dng cỏc phn mm h tr vic mụ phng v tớnh toỏn cỏc tớnh cht v quỏ trỡnh bin i bờn cỏc vt cht c quan tõm nhiu Mt nhng phn mm tớnh toỏn da trờn lý thuyt phim hm mt (DFT) vi tin cy cao ú l phn mm DMol 3[40] c cp Materials Studio S dng phn mm DMol3 cú th d oỏn c cỏc quỏ trỡnh xy cp phõn t, cỏc cu trỳc tinh th ca vt rn v cỏc tng tỏc b mt Khi bit c hm súng ca cỏc in t chng trỡnh s cho ta bit c cỏc thụng tin khỏc nh mt in t, mt in tớch, tớnh cht quang, ph phỏt quang, ph dao ng, nng lng ca phn ng, mt trng thỏi v cu trỳc vựng nng lng Chỳng ta ó bit n vic nghiờn cu cỏc vt liu bng phng phỏp ph dao ng nh: ph dao ng FT-IR, ph Raman, ph tn s tngTuy nhiờn tt c cỏc phng phỏp ú rt khú xỏc nh chớnh xỏc c cỏc mode dao ng c th hoc cú s nhm ln gia nhng cng hng Fermi vi cỏc mode ng thc t Do vy, s cn thit ca nhng tớnh toỏn lý thuyt trờn cỏc cu trỳc c mụ phng tng t cu trỳc thc nghim s cho ta cỏc ph dao ng lm sỏng t kt qu thc nghim Trờn th gii cú nhiu nghiờn cu ó chng t rng v vic s dng phn mm DMol3 tớnh toỏn da trờn lý thuyt DFT cú chớnh xỏc cao vic nghiờn cu ph dao ng ca cỏc vt liu [19] Vỡ vy, chỳng tụi ó s dng phng phỏp DFT tớnh toỏn ph dao ng ca mt s vt liu nhm gii thớch cỏc kt qu thc nghim ó thu c trc ú i tng c la chn cho nghiờn cu ca tụi l Glucose mt monosaccharide ph bin v quan trng nht, xut hin rt nhiu cỏc sn phm t nhiờn Nú l carbohydrate cn thit cho tt c t bo c th úng vai trũ l ngun nng lng, thnh phn cu trỳc, kim soỏt nc Trong cụng nghip thc phm Glucose c s dng lm cht bo qun Trong y hc, Glucose l ngun nng lng ch yu v trc tip ca c th, c d tr gan di dng glycogen Thnh phn tham gia vo cu trỳc ca t bo (ARN v ADN) v mt s cht c bit khỏc [38] Vi tm quan trng nh vy Glucose ó v ang l i tng nghiờn cu rng rói ca rt nhiu nh khoa hc nc v trờn th gii Trong nhng nm gn õy, nhiu nghiờn cu v D-Glucose núi riờng v cỏc phõn t saccharide núi chung ó c cụng b Nhng bng chng v s chuyn húa mt phn t cu trỳc ca D-Glucose sang D-Glucose cú nh hng ca thnh phn H 2O lờn cu trỳc phõn t D-Glucose ó c phỏt hin bng phng phỏp SFG [18] Tuy nhiờn, cn cú tớnh toỏn lý thuyt lm sỏng t nhng kt lun trờn Vi mc ớch dựng kt qu thu c t tớnh toỏn lý thuyt lm sỏng t nhng kt qu thc nghim trc ú tụi ó thc hin ti: Tớnh toỏn ph dao ng ca D-Glucose bng phng phỏp DFT B cc ca lun c sp xp nh sau: M u Chng I: Tng quan v phng phỏp DFT Chng II: Phng phỏp nghiờn cu v xõy dng mụ hỡnh tớnh toỏn Chng III: Kt qu v tho lun Chng IV: Kt lun Hỡnh 3.5: Phụ Raman ca phõn t H2O c trng ph ca phõn t H2O c th hin Bng 3.4 Bng 3.4: Cỏc mode dao ng v loi dao ng tng ng ca H2O Phõn t H2O S súng (cm-1) 1587 3691 3795 Loi dao ng Dao ng ct kộo OH Dao ng húa tr i xng OH Dao ng húa tr bt i xng OH Bng 3.4 th hin ba mode dao ng c trng ca H 2O l: mode dao ng ct kộo ti 1587cm-1, mode dao ng OH húa tr i xng ti 3691cm -1 v mode dao ng OH húa tr bt i xng ti 3795cm -1 Vỡ vy, nghiờn cu nh hng ca H2O lờn ph dao ng ca D-Glucose tụi s trung vo hai vựng tn s m H 2O cú kh nng tng tỏc vi D-Glucose nht l hai khong tn s lõn cn 1600cm -1, v 3600 3800cm-1 3.3 nh hng ca H2O lờn ph Raman ca D-Glucose 73 3.3.1 nh hng ca H2O lờn ph Raman ca D-Glucose khong tõn s lõn cn 1600cm-1 Sau ti u v tin hnh tớnh toỏn cỏc mụ hỡnh Hỡnh 2.6 v Hỡnh 2.7 chỳng tụi thu c ph Raman vựng lõn cn tn s 1600cm -1 nh Hỡnh 3.6: Hỡnh 3.6: Phụ Raman thu c ca D-Glucose khong lõn cn 1600cm-1 a Khi cha cú H2O c Khi cú H2O vi trớ Bng 3.5: S thay ụi s súng ca b Khi cú H2O vi trớ d Khi cú H2O D-Glucose cha cú phõn t H 2O v ó cú mt phõn t H2O, hai phõn t H2O khong lõn cn 1600cm-1 D-Glucose Khụng cú H2O S súng (cm-1) Cng Cú H2O vi trớ Cú H2O vi trớ S súng (cm-1) S súng (cm-1) Cng 74 Cng Cú H2O S súng (cm-1) Cng 1408 0.2 1424 6.9 1418 3.6 1415 5.7 1441 11.6 1433 19.4 1425 24.2 1423 3.0 1450 3.6 1434 52.2 1447 5.4 1471 6.8 1661 176.5 1630 51.5 1653 65.6 Nhỡn vo Bng 3.5 chỳng tụi thy, vi trng hp khụng cú phõn t H 2O cỏc mode dao ng xut hin ph Raman ca D-Glucose l cỏc mode dao ng c trng cho dao ng phõn t ca nú Khi thờm phõn t H 2O vo thỡ ph dao ng thu c xut hin mode dao ng khong tn s 1600cm -1 (1661cm-1, 1630cm -1 v 1653) l mode dao ng c trng ca phõn t H 2O iu ny chng t thờm phõn t H2O vo mụ hỡnh D-Glucose ó cú s tng tỏc gia H 2O v D- Glucose, th hin bng s xut hin mode dao ng c trng ca H2O ph dao ng thu c Tng t vi D-Glucose tụi cung quan sỏt thy s xut hin ca cỏc mode dao ng c trng cho phõn t H 2O ph dao ng thu c, th hin Bng 3.6 v Hỡnh 3.9 di õy: 75 Hỡnh 3.7: Phụ Raman thu c ca D-Glucose khong lõn cn 1600cm-1 a Khi cha cú H2O c Khi cú H2O vi trớ b Khi cú H2O vi trớ d Khi cú H2O 76 Bng 3.6: S thay ụi s súng ca D-Glucose cha cú phõn t H2O v ó cú mt phõn t H2O, hai phõn t H2O khong lõn cn 1600cm-1 D-Glucose Khụng cú H2O S súng Cng (cm-1) 1403 1416 1448 1463 7.3 11.5 90.2 2.7 Cú H2O vi trớ S súng Cng (cm-1) 1413 1423 1434 1631 Cú H2O vi trớ S súng Cng (cm-1) 1431 1449 1641 82.5 42.0 5.5 68.2 68.4 2.3 51.3 Cú H2O S súng Cng (cm-1) 1411 1447 1451 1624 1.5 75.3 0.98 61 S di cú s sai lch v tn s ca cỏc mode dao ng c trng cho phõn t H2O l s tng tỏc gia cỏc mode dao ng ca D-Glucose v cỏc mode dao ng ca H2O quỏ trỡnh tớnh toỏn iu ú th hin mụ hỡnh ó thờm phõn t H2O trc v sau tớnh toỏn xong 77 Hỡnh 3.8: Cu ca hỡnh D- Glucose trc v sau tớnh toỏn 78 Hỡnh 3.9: Cu hỡnh ca D-Glucose trc v sau tớnh toỏn 3.3.2 nh hng ca H2O lờn ph Raman ca D-Glucose khong tõn s 3600cm-1 3800cm-1 S nh hng ca H2O lờn ph Raman ca D-Glucose khong tn s 3600 3800cm-1 c th hin Bng 3.7 v Bng 3.8 di õy: Bng 3.7: S thay ụi s súng ca D-Glucose cha cú phõn t H2O v ó cú mt phõn t H2O, hai phõn t H2O khong lõn cn 3600 - 3800cm-1 D-Glucose Khụng cú H2O Cú H2O vi trớ Cú H2O vi trớ Cú H2O S súng (cm-1) Cng S súng (cm-1) Cng S súng (cm-1) Cng S súng (cm-1) Cng 3660 11.5 3556 177.3 3515 360.7 3529 312.8 3671 37.4 3633 168.4 3677 58.6 3654 73.4 3673 22.4 3684 55.6 3679 43.9 3681 41.6 3675 25.5 3691 29.2 3704 46.2 3697 50.0 3705 34.7 3713 38.8 3722 35.7 3723 43.9 79 3719 40.1 3736 60.2 3724 51.0 3736 71.8 3779 84.9 3739 112.1 3779 90.1 D-Glucose khong 3600 - 3800cm-1 Hỡnh 3.10: Phụ Raman thu c ca a Khi cha cú H2O c Khi cú H2O vi trớ Bng 3.8: S thay ụi s súng ca b Khi cú H2O vi trớ d Khi cú H2O D-Glucose cha cú phõn t H2O v ó cú mt phõn t H2O, hai phõn t H2O khong lõn cn 3600 - 3800cm-1 D-Glucose Khụng cú H2O Cú H2O vi trớ Cú H2O vi trớ Cú H2O S súng (cm-1) Cng S súng (cm-1) Cng S súng (cm-1) Cng S súng (cm-1) Cng 3529 139.2 3524 449.4 3631 52.4 3637 46.8 80 3661 15.5 3610 83.5 3648 39.5 3682 46.5 3672 20.9 3645 62 3712 40.4 3697 12.9 3681 29.3 3705 34.7 3727 39.9 3714 42.1 3701 37.2 3707 37.4 3761 82.5 3715 34.9 3771 111.2 3771 91.5 3801 66.1 Hỡnh 3.11: Phụ Raman thu c ca D-Glucose khong 3600 - 3800cm-1 a Khi cha cú H2O b Khi cú H2O vi trớ c Khi cú H2O vi trớ d Khi cú H2O Trong Bng 3.7 tụi nhn thy rng cha cú H 2O ph Raman ca DGlucose khong tn s t 3600 3800cm -1 cú nm mode dao ng c trng, thờm mt phõn t H2O vo dự t hai v trớ khỏc ph Raman thu c cung u xut hin thờm hai mode dao ng vi ban u (by mode), v thờm hai phõn t H2O vo thỡ s mode dao ng tng thờm ba mode (tỏm mode) Nhng mode dao ng xut hin thờm ny th hin s xut hin ca phõn t H2O mụ hỡnh tớnh toỏn ó c mụ phng Hỡnh 2.17 Chng II ca 81 lun Tuy nhiờn, s tng tỏc qua li gia cỏc mode dao ng ca Glucose v cỏc mode dao ng ca phõn t H2O nờn cỏc mode mi xut hin khụng cũn gi nguyờn c s súng nh ban u m cú s tng lờn hoc gim xung th hin Bng 3.7 Vi D-Glucose s thay i ny cung c th hin Bng 3.8, cú thờm H2O vo ph dao ng ca cung xut hin thờm mt mode dao ng v thờm hai mode dao ng thờm hai phõn t nc iu ny cung c gii thớch tng t nh i vi rng s tng thờm cỏc mode dao ng ph thu c l s tỏc ng qua li gia D-Glucose v H2O v s súng tng ng cung vỡ th m cú s tng lờn hoc gim i nh Bng 3.8 Mc khỏc, cung khong tn s lõn cn 3600 3800cm -1 ca Bng 3.7 tụi nhn thy rng: ph Raman ca D-Glucose cha cú H2O khụng cú mode dao ng no khong tn s t 3500 3600cm -1, nhng cho thờm H2O vo thỡ ph Raman thu c xut hin thờm cỏc mode dao ng khong tn s ny vi c hai trng hp thờm mt phõn t nc v hai phõn t nc c bit, s xut hin ca mode dao ng cú s súng 3529cm -1 vi cng rt mnh (trong trng hp thờm vo ng thi hai phõn t H 2O) v trựng vi mode dao ng c trng 3529cm-1 ca D-Glucose cha thờm nc vo iu ny hng tụi i n mt nhn nh rng: Khi thờm H2O vo mụ hỡnh ó ti u ca D-Glucose thỡ ph Raman thu c cú xut hin mode dao ng c trng ca D-Glucose thun khit ban u, iu ny chng t phõn t nc ó tỏc ng lm chuyn húa mt phn cu hỡnh thnh Ngc li, vi húa thnh 82 thỡ khụng nhn thy cú s chuyn CHNG IV KT LUN Trong quỏ trỡnh thc hin lun ny tụi ó thu c cỏc kt qu chớnh nh: ó tỡm hiu v cỏc lý thuyt: Lý thuyt v phim hm mt (DFT), phim hm gn ỳng mt a phng (LDA), phng phỏp gn ỳng gradient suy rng (GGA), thuyt Fukui, phng phỏp tớnh toỏn Dmol Tỡm hiu v lm ch c phn mm Materials Studio phc v cho cụng vic tớnh toỏn ca lun S dng phn mm Materials Studio tụi ó xõy dng c mụ hỡnh ca phõn t D-Glucose (vi hai ng phõn l v D-Glucose), mụ hỡnh ca phõn t H 2O v ó ti u húa c cỏc mụ hỡnh ú Tụi ó tớnh toỏn thnh cụng ph dao ng Raman ca D-Glucose vi c hai ng phõn v D-Glucose T ú tụi ó phõn tớch v xỏc nh c chi tit cỏc mode dao ng tng mụ hỡnh, tỡm c s khỏc bit ph Raman ca hai ng phõn v D-Glucose Kho sỏt c s nh hng ca H2O lờn ph dao ng Raman ca v D-Glucose tng vựng tn s c th V mt kt qu rt quan trng ú l tụi ó a c bng chng ca s bin i mt phn cu hỡnh ca sang D-Glucose tng tỏc vi H2O Kt qu ca lun ó gúp phn lm sỏng t thờm nhn nh v vic chuyn húa t cu hỡnh ca ng phõn sang D-Glucose cú nh hng ca m lờn cu trỳc D-Glucose thun khit ban u ng thi cung cho thy vic s dng phn mm DMol3 tớnh toỏn da trờn lý thuyt DFT cú chớnh xỏc cao, m tim nng ng dng phn mm ny vo vic nghiờn cu v tớnh toỏn ph dao ng 83 trờn cỏc mụ hỡnh vt liu Nano, vt liu bỏn dn, vt liu pin mt tritrong tng lai TI LIU THAM KHO Ting anh Black-Schaffer A M (2010), RKKY coupling in graphene, PHYSICAL REVIEW B, vol 81, pp 205416 Born M., Blinder S M (1927), Annalen der physic, Physik, 84, pp 457- 484 Brack M (1985), Semiclassical description of nuclear bulk properties In Density-Functional Methods in Physics, New York: Plenum, pp 331-379 Castro Neto A H., Guinea F., Peres N M R and Novoselov K S., and Geim A K (2009), The electronic properties of grapheme, Rev Mod Phys 81, pp 109 F A Momany, M Appell, G Strati and J L Willett, Carbohydrate Research 339 (2004) 553-567 E C CORBETT and V ZICHY Department of Chemistry, University of Southampton, Southampton SO9 SNH, U.K; Fourier transform Raman studies of materials and compounds of biological importance-JI The effect of moisture on the molecular structure of the alpha and beta anomers of Dglucose Spcctmchimica Acta, Vol 47A, No 9/10, pp 1399-1411,199l, Printed in Great Britain Fermi E (1927), Un metodo statistice per la determinazione di alcune proprieta dell'atomo, Rend Accad Lincei, 6, pp 602-607 Fermi E (1928a), A statistical method for the determination of some atomic properties and the application of this method to the theory of the periodic system of elements, Rend Z Phys, 48, pp 73-79 84 Fermi E (1928b), Sulla deduzione statistica di alcune proprieta dell'atomo, Applicazione alia teoria del systema periodico degli elementi, Rend Accad 10 Lincei, 7, pp 342-346 Fiolhais C., Nogueira F., Marques M (2003), A Primer in Density 11 12 Functional Theory, Springer-Verlag Berlin Heidelberg Fock V A (1930), Z Phys, 61, pp 126 Fu H.H., Yao K L and Liu Z L (2008), Magnetic properties of very-highspin organic pi-conjugated polymers based on Green's function theory, J 13 Chem Phys., 13, pp 134706 Gombas P (1949), Die statistischen Theorie des Atomes und Ihre 14 Anwendungen Wein, Springer-Verlag Grimme S (2004), Accurate Description of van der Waals Complexes by Density Functional Theory Including Empirical Corrections, J Comput 15 Chem., vol 25, pp 14631473 Gross E K U., and Dreizler R M (1979), Thomas-Fermi approach to diatomic systems I Solution of the Thomas-Fermi and Thomas-Fermi- 16 17 Dirac-Weizsọcker equations, Phys Rev A, 20, pp 1798-1807 Hartree D R (1928), Proc Camb Phil Soc, 24, pp 328 Hiroyuki T., Daisuke S., Tomoaki I., Kazunobu S., and Takeji T, (2006), Thymine-substituted nitronyl nitroxide biradical as a triplet (S = 1) component for bio-inspired molecule-based magnets, Polyhedron, 26, pp 18 22302234 Hoang Chi Hieu a,b, Hongyan Li a, Yoshihiro Miyauchi c, Goro Mizutani a,, Naoko Fujita d, Yasunori Nakamura d; Wetting effect on optical sum frequency generation (SFG) spectra of D-glucose, D-fructose, and sucrose Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 19 (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2014.10.108 Hohenberg P., Kohn W (1964), Inhomogeneous Electron Gas, Phys Rev, 20 136, pp B864-B871 Ivanova A., Baumgarten M., Baumgarten S x and Tyutyulkov N., Design of ferromagnetic alternating stacks of neutral and ion-radical hydrocarbons, Phys Chem Chem Phys., vol 5, pp 49324937, Sep 2003 85 21 J Behler, D W Price and M G B Drew, Phys Cehm Chem Phys 22 (2001) 588-601 John R Ferraro, Kazuo Nakamoto and Chris W Brown, Introductory Raman 23 Spectroscopy, Second Edition, 2003 Levy M., Perdew J P., and Sahni V (1984), Exact differential equation for the density and ionization energy of a many-particle system, Phys Rev A, 24 30, pp 2745-2748 Makarova T., Palacio F (2006), Carbon-Based Magnetism, Elsevier, 25 Amsterdam Mulliken R S (1955), J Chem Phys., 23, 1833 Mulliken R S (1955), J 26 27 Chem Phys., 23, 1841 Perdew J P., Burke K and Ernzerhof M (1996), Phys Rev Lett., 77, 3865 Roos B O., and Taylor P R (1980), A complete active space SCF method (CASSCF) using a density matrix formulated super-CI approach, Chem 28 Phys, 48(2), pp 157-173 Roothaan C C J (1951), New Developments in Molecular Orbital 29 Theory, Rev Mod Phys, 23(2), pp 69-89 Springborg M (1997), Density-Functional Methods in Chemistry and 30 31 Materials Science, JOHN WILEY & SONS Szabo A., and Ostlund N S (1996), Modern Quantum Chemistry, Dover Thomas L H (1975), The calculation of atomic fields, Proc Camb Phil 32 Soc, 23, pp 542-548 Tuan N A., Thanh N V., Phuoc L H and Sinh N H (2014), Tailoring Exchange 33 Coupling in Carbon-based Magnetic Materials, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 50 Wataru F., Kunio A., Hiroyuki M., and Hiroshi O (2002), Roomtemperature magnetic bistability in organic radical crystals: Paramagneticdiamagnetic phase transition in 1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl Phys Rev B, 65, pp 064434 Ting Vit 34 ng Nh Ti, Ngụ Th Thun, (2008), Húa hc Hu c, Tp 2, NXB Giỏo dc, H Ni 86 35 Phm Vn Bn, (2008), Quang phụ phõn t nguyờn t, NXB i hc quc gia H Ni 36 Phm Th Hng (2013), Nghiờn cu phụ dao ng 37 FT-IR ca mt s cht sacchrides Thỏi Doón Tinh, (2005), Húa hc cỏc hp cht cao phõn t , NXB Khoa hc v k thut H Ni Trang web 38 39 http://en.wikipedia.org http://timtailieu.vn/tai-lieu/pho-tan-xa-raman Phn mm 40 Materials Studio 87 [...]... tắc chọn lọc của chúng cũng khác nhau Theo cơ học lượng tử, một dao động hoạt động Hồng ngoại nếu moment lưỡng cực (dipole moment) bị thay đổi trong suốt quá trình dao động và dao động đó được gọi là hoạt động Raman nếu độ phân cực (polarizability) bị thay đổi trong suốt quá trình dao động Hoạt động hồng ngoại của các phân tử nhỏ có thể được xác định bằng bằng việc khảo sát mode của dao động chuẩn tắc... chuẩn tắc) Dao động của phân tử gồm 2 nguyên tử đồng cực là không hoạt động hồng ngoại, còn dao động của phân tử gồm 2 nguyên tử dị cực là hoạt động hồng ngoại Ví dụ: Hình 1.2: Các mode dao động chuẩn tắc của phân tử CO2 (+ và – ký hiệu tương ứng cho các dao động tới và lui theo hướng vuông góc với mặt phẳng giấy Phân tử CO2 gồm 3 nguyên tử Dao động của phân tử CO 2 có thể phân tích thành 3 dao động chuẩn... chuẩn tắc, mỗi dao động chuẩn tắc có một tần số riêng Trong đó, 25 dao động chuẩn tắc tần số ν1 là không hoạt động Hồng ngoại (vì là dao động của 2 nguyên tử đồng cực, moment lưỡng cực không thay đổi trong suốt quá trình dao động) , còn dao động chuẩn tắc tần số ν 2 và ν3 là hoạt động Hồng ngoại (vì là dao động của 2 nguyên tử dị cực, moment lưỡng cực thay đổi trong suốt quá trình dao động) (Hình 1.2)... củathể phân CO 2dao động là hoạt động Raman Dựa vào ellipsoid phân cực, có xáctửđịnh nếu như kích thước, hình dạng hoặc hướng của nó thay đổi trong quá trình dao động chuẩn tắc Trong dao động tần số ν1, kích thước của ellipsoid bị thay đổi, các thành phần trên đường chéo αxx, αyy và αzz thay đổi một cách đồng thời Do đó, dao động này là hoạt động Raman Trong dao động tần số ν3, mặc dù kích thước của ellipsoid... của vạch tán xạ Rayleigh nhưng lại lớn hơn nhiều so với cường độ các vạch tán xạ đối Stokes 1.2.3 Các nguyên tắc chọn lọc cho phổ Hồng ngoại và phổ Raman [22] a Nguyên tắc chọn lọc cho phổ Hồng ngoại Để xác định một dao động là hoạt động hồng ngoại (IR) hay hoạt động Raman, các quy tắc chọn lọc được sử dụng cho từng loại dao động chuẩn tắc (normal vibration) Do nguồn gốc của phổ Hồng ngoại và phổ. .. phương (LDA – Local Density Approximation) [11,15] Phương pháp gần đúng mật độ đại phương đối với phiếm hàm tương quan và trao đổi dung để tính toán năng lượng tương quan trao đổi trên từng hạt của khí electron đồng nhất như một phiếm hàm của mật độ, và Những hàm này sau đó được sử dụng như những định lượng của năng lượng trao đổi trên một hạt của hệ thống không đồng nhất tương ứng (1.41) Phương pháp. .. đến sự ra đời của phương pháp KohnSham, sự thành công của phương pháp này nằm ở chỗ nó bao gồm động năng của các điện tử không tương tác trên cơ sở hàm sóng của các hạt độc lập, thành phần tương tác được mô phỏng như là các phiếm hàm của mật độ điện tử 1.1.4 Giới thiệu về orbital và hàm năng lượng Kohn-Sham Kohn và Sham đã đề xuất giới thiệu các quỹ đạo theo cách mà động năng có thể tính được một... trong việc tiếp túc vượt qua sự gần đúng ở mức độ thấp của các mô hình này Trong mục đích đơn giản hóa tính toán nhưng lại đảm bảo độ chính xác, Kohn và Sham đã phát minh ra một cách tiếp cận gián tiếp thông minh với phiếm hàm động năng T[ρ], được gọi là phương pháp Kohn-Sham (KS) [17] Phương pháp này làm cho DFT trở thành công cụ hữu dụng cho các tính toán chính xác Định lý Hohenberg-Kohn thứ hai: Đối... – Fock thay vì toán tử trao đổi Hartree – Fock – Slater (phương pháp HFS) 1.1.6 Phương pháp gần đúng gradient suy rộng (GGA) [12,13,14] Phương pháp gần đúng gradient suy rộng (Generalized Gradient Approximatinon - GGA) là dạng mở rộng của phiếm hàm LDA có tính đến gradient của mật độ điện tử Trong phương pháp GGA này phiếm hàm (tổng quát) của năng lượng trao đổi tương quan có dạng (1.45) Nhưng bước... khu vực gần lõi (DFT Semi–core Pseudopots) Với cấp độ này, các điện tử lõi cũng được thay thế bới thế hiệu dụng trong đó có đưa vào phần thế hiểu chỉnh do hiệu ứng tương đối tính trong phần lõi Các thế này được tính dựa vào phương pháp DFT - Cấp độ đưa hàm sóng của tất cả các điện tử vào quá trình tính toán - Cấp độ chính xác nhất nhưng cũng đòi hỏi hao phí tính toán nhất là cấp