Nghiên cứu đánh giá khả năng tương tác của etylen và dẫn xuất đihalogen với cacbonđioxit bằng phương pháp hóa học lượng tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG DƯƠNG THỊ ÁI LINH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TƯƠNG TÁC CỦA ETYLEN VÀ DẪN XUẤT ĐIHALOGEN VỚI CACBONĐIOXIT BẰNG PHƯƠNG PHÁPHĨA HỌC LƯỢNG TỬ Chun ngành: Hóa Hữu Mã số: 60.44.27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN TIẾN TRUNG Đà Nẵng – Năm 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Dương Thị Ái Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục đề tài Tổng quan tài liệu nghiên cứu CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT HĨA HỌC LƯỢNG TỬ 1.1 PHƯƠNG TRÌNH SCHRƯDINGER 1.2 NGUN LÍ KHƠNG PHÂN BIỆT CÁC HẠT ĐỒNG NHẤT MƠ HÌNH HẠT ĐỘC LẬP (SỰ GẦN ĐÚNG BORN-OPPENHEIMER) 1.2.1 Ngun lí khơng phân biệt hạt đồng 1.2.2 Mơ hình hạt độc lập (sự gần Born-Oppenheimer) 1.3 NGUYÊN LÍ PHẢN ĐỐI XỨNG HAY NGUYÊN LÝ LOẠI TRỪ PAULI 1.4 HÀM SÓNG CỦA HỆ NHIỄU ELECTRON 1.5 CẤU HÌNH VÀ TRẠNG THÁI SPIN ELECTRON 10 1.6 BỘ HÀM CƠ SỞ 10 1.6.1 Obitan kiểu Slater Gaussian 11 1.6.2 Một số khái niệm hàm sở 12 1.6.3 Phân loại hàm sở 12 1.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP GẦN ĐÚNG HOÁ HỌC LƯỢNG TỬ 1.7.1 Sự tính bán kinh nghiệm 14 14 1.7.2 Phương pháp Hartree–Fock phương trình Roothaan Tương quan lượng electron 15 1.7.3 Phương pháp nhiễu loạn 18 1.7.4 Phương pháp tương tác cấu hình (Configuration Interaction -CI) 20 1.7.5 Phương pháp chùm tương tác (CC) 21 1.7.6 Thuyết phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory – DFT) 22 1.8 SAI SỐ DO CHỒNG CHẤT BỘ CƠ SỞ (BSSE) 24 1.9 THUYẾT AIM 25 1.10 OBITAN PHÂN TỬ KHU TRÚ (LMO), OBITAN THÍCH HỢP (OBITAN TỰ NHIÊN) (NO), OBITAN NGUYÊN TỬ THÍCH HỢP(OBITAN NGUYÊN TỬ TỰ NHIÊN) (NAO) VÀ OBITAN LIÊN KẾT THÍCH HỢP (OBITAN LIÊN KẾT TỰ NHIÊN) (NBO) 1.10.1 Obitan phân tử khu trú 27 27 1.10.2 Obitan thích hợp (obitan tự nhiên), obitan nguyên tử thích hợp (obitan nguyên tử tự nhiên) obitan liên kết thích hợp (obitan liên kết tự nhiên) 28 CHƯƠNG LIÊN KẾT HIĐRO, THUYẾT AXIT- BAZƠ LEWIS VÀ HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU 29 2.1 TỔNG QUAN VỀ LIÊN KẾT HIĐRO 29 2.1.1 Tầm quan trọng liên kết hiđro 29 2.1.2 Khái niệm phân loại liên kết hiđro 30 2.1.3 Liên kết hiđro chuyển dời đỏ (Red-Shifting Hydrogen Bond) liên kết hiđro chuyển dời xanh (Blue-Shifting Hydrogen Bond) 32 2.2 THUYẾT AXIT-BAZƠ LEWIS 35 2.2.1 Axit, bazơ phản ứng axit-bazơ theo Lewis 35 2.2.2 Một số loại axit Lewis thường gặp 36 2.2.3 Lực axit-bazơ Lewis 36 2.2.4 Ý nghĩa, tầm quan trọng thuyết axit-bazơ Lewis 37 2.3 PHƯƠNG PHAP THỰC NGHIỆM VÀ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU LIÊN KẾT HIDRO 38 2.3.1 Phương pháp thực nghiệm 38 2.3.2 Phương pháp lý thuyết 39 2.4 HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU 41 2.4.1 Giới thiệu chung hệ chất nghiên cứu 41 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu 41 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 KẾT QUẢ TỐI ƯU MỘT SỐ MONOME BAN ĐẦU 43 3.2 TƯƠNG TÁC GIỮA ETYLEN VỚI CACBONĐIOXIT 45 3.2.1 Cấu trúc hình học lượng tương tác 45 3.2.2 Phân tích AIM phân tích NBO 49 3.2.3 Nhận xét 52 3.3 TƯƠNG TÁC GIỮA DẪN XUẤT ĐIHALOGEN CỦA ETYLEN (C2H2X2, X = F, CL, Br) VỚI CACBONĐIOXIT 53 3.3.1 Tương tác dẫn xuất đihalogen etylen (cisCHXCHX, X = F, Cl, Br) với cacbonđioxit 54 3.3.2 Tương tác dẫn xuất đihalogen etylen (transCHXCHX, X = F, Cl, Br) với cacbonđioxit 68 3.3.3 Tương tác dẫn xuất đihalogen etylen (CH2CX2, X= F, Cl, Br) với cacbonđioxit 83 KẾT LUẬN 98 KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AIM: Atom In Molecule (thuyết nguyên tử phân tử) BCP: Bond Critical Point (Điểm tới hạn liên kết) BO: Bohn Oppenheimer BSSE: Basis Set Superposition Error (Sai số chồng chất sở) CC: Coupled Cluster (chùm tương tác) CGF Contracted Gaussian Functions (Bộ hàm Gauss rút gọn) CI: Configuration Interaction (tương tác cấu hình) CP: Critical Point (Điểm tới hạn) DPE: Deprotonation Enthalpy (Entanpi tách proton) EDT: Electron Density Transfer (Sự chuyển mật độ electron) F, Cl, Br: Tương ứng với dẫn xuất đihalogen GTO: Gaussian Type Orbital (Obitan kiểu Gaussian) HF: Hartree-Fock (ký hiệu tên phương pháp) I: Cường độ hồng ngoại ∆I: Độ thay đổi cường độ hồng ngoại IR: Infrared Spectrocopy (Phổ hồng ngoại) LMO: Local Molecular Orbital (Obitan phân tử khu trú) MP: Møller Plesset (ký hiệu tên phương pháp) NAO: Natural Atom Orbital (Obitan nguyên tử tự nhiên) NBO: Natural Bond Orbital (Obitan liên kết tự nhiên) NMR: Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân) NO: Natural Orbital (Obitan tự nhiên) R: Khoảng cách tương tác r: Độ dài liên kết ∆r: Độ thay đổi độ dài liên kết E: Năng lượng tương tác phức hiệu chỉnh ZPE E*: Năng lượng tương tác phức hiệu chỉnh ZPE BSSE ν: Tần số dao động hóa trị ∆ν: Độ tương đối tần số dao động hóa trị PA: Proton Affinity (Ái lực proton) RCP: Ring Critical Point (Điểm tới hạn vòng) scCO2 Supercritical CO2 (CO2 lỏng siêu tới hạn) SCF: Self Consistent Field (Trường tự hợp) STO: Slater Type Orbital (Obitan kiểu Slater) ZPE Zero-point energy (Năng lượng dao động điểm không) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 3.1 Các thông số hình học etylen MP2/ aug-cc-pVDZ thực nghiệm 3.2 Trang 43 Các thơng số hình học dẫn xuất đihalogen C2H2X2 (X = F, Cl, Br) MP2/ aug-cc-pVDZ thực nghiệm 44 3.3 Năng lượng tương tác phức etylen với CO2 48 3.4 Phân tích AIM phức P1, P2 P3 50 3.5 3.6 Một số thơng số hình học phức T1.1, T1.2 T1.3 hình thành MP2/aug-cc-pVDZ 55 Năng lượng tương tác phức cis- CHXCHX (X = F, Cl, Br) với CO2 57 Năng lượng tách proton liên kết C-H (DPE) lực 3.7 proton X (PA) monome cis-CHXCHX (X = F, Cl, Br) 57 3.8a Phân tích AIM phức T1.1, T1.2 61 3.8b Phân tích AIM phức T1.3 62 Sự thay đổi độ dài liên kết (∆r), tần số dao động hóa trị 3.9 3.10 (∆ν) cường độ hồng ngoại (∆I) dao động đối xứng liên kết C-H tham gia vào liên kết hidro T1.1, T1.2, T1.3 63 Phân tích NBO phức T1.1, T1.2 T1.3 66 3.11 3.12 Một số thơng số hình học dạng phức T2.1, T2.2 T2.3 MP2/aug-cc-pVDZ Năng lượng tương tác phức transCHXCHX (X = F, Cl, Br) với CO2 3.13 70 71 Năng lượng tách proton liên kết C-H (DPE) lực proton X (PA) monome trans- CHXCHX (X = F, Cl, Br) 72 3.14a Phân tích AIM cho dạng phức T2.1 75 3.14b Phân tích AIM cho dạng phức T2.2 T2.3 76 Sự thay đổi độ dài liên kết (∆r), tần số dao động hóa trị 3.15 3.16 3.17 3.18 (∆ν) cường độ hồng ngoại (∆I) liên kết C1-H2 hai dạng phức T2.1 T2.2 77 Phân tích NBO cho phức T2.1, T2.2 T2 80 Một số thông số hình học dạng phức T3.1, T3.2, T3.3 T3.4 MP2/aug-cc-pvDZ 84 Năng lượng tương tác phức dạng T3.1, T3.2, T3.3 T3.4 85 Năng lượng tách proton liên kết C-H (DPE) lực 3.19 proton X (PA) monome CH2CX2 (X = F, Cl, Br) 86 3.20a Phân tích AIM cho dạng phức T3.1 T3.2 88 3.20b Phân tích AIM cho dạng phức T3.3 T3.4 89 3.21 3.22 Sự thay đổi độ dài liên kết (∆r), tần số dao động hóa trị (∆ν) cường độ hồng ngoại (∆I) liên kết C-H tham gia vào liên kết hidro 91 Phân tích NBO phức T3.1, T3.2, T3.3 T3.4 93 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình 3.1 Cấu trúc etylen (tại MP2/ aug-cc-pVDZ) 3.2 Cấu trúc dẫn xuất đihalogen (C2H2X2, X = F, Trang 43 Cl, Br) (tại MP2/ aug-cc-pVDZ) 44 3.3 Cấu trúc CO2 (tại MP2/aug-cc-pVDZ) 45 3.4 Dạng hình học tối ưu phức etylen CO2 mức lý thuyết MP2/aug-cc-pVDZ (đơn vị độ dài Å) 3.5 Hình học topo điểm tới hạn phức etylen CO2 MP2/aug-cc-pVDZ 3.6 49 Giản đồ mật độ electron phức P1, P2, P3 HOMO-1 P3 (isovalue=0,002 au) 3.7 46 51 Các dạng hình học bền tương tác cisCHXCHX (X = F, Cl, Br) với CO2 MP2/aug-ccpVDZ 3.8 Hình học topo điểm tới hạn phức T1.1, T1.2, T1 3.9 65 Dạng hình học tối ưu phức trans-CHXCHX (X= F, Cl, Br) với CO2 MP2/aug-cc-pVDZ 3.11 59 Giản đồ mật độ electron dạng phức T1.1, T1.2, T1.3 (isovalue=0,005) 3.10 54 69 Hình học topo điểm tới hạn phức T2.1, T2.2 T2.3 MP2/aug-cc-pVDZ 74 98 KẾT LUẬN Từ kết hệ gồm 33 phức, rút số điểm bật sau: Sự tương tác etylen với CO2 thu cấu trúc bền có lượng tương tác hiệu chỉnh ZPE BSSE khoảng từ -1,48 đến -6,41 kJ.mol-1 Các phức bền thu tương tác cis-CHXCHX, transCHXCHX CH2CX2 với CO2 có lượng tương tác hiệu chỉnh ZPE BSSE khoảng -1,74 đến -7,47 kJ.mol-1, khoảng -4,39 đến -6,81 kJ.mol-1 khoảng -1,27 đến -6,74 kJ.mol-1 tương ứng Như vậy, dạng cis-CHXCHX tương tác mạnh với CO2 so với etylen dẫn xuất đihalogen lại Phức T1.2Br trở nên bền (năng lượng tương tác -7,47 kJ.mol-1), phức T3.2Cl bền (năng lượng tương tác -1,27 kJ.mol-1) Độ bền phức khảo sát tương tác axit-bazơ Lewis, liên kết hiđro, tương tác ··· hay p···* hình thành phức đóng góp Đối với dẫn xuất halogen nhìn chung độ bền phức tăng theo thứ tự dẫn xuất đihalogen, từ F đến Br, khuynh hướng phù hợp với chiều tăng độ phân cực liên kết C-H monome ban đầu Đã phát tồn liên kết hiđro chuyển dời xanh kiểu CH···O, tương tác axit-bazơ Lewis, tương tác p···* tương tác ··· hệ tương tác C2H2X2 (X = H, F, Cl, Br) với CO2 Đặc biệt, phức bền nhờ vào kiểu tương tác p···* ··· chưa phát trước Khi thay 2H etylen 2X (X = F, Cl, Br) làm tăng độ bền liên kết hiđro, tăng độ bền tương tác axit-bazơ Lewis, lại làm giảm độ bền tương tác p···* tương tác ··· phức hình thành Sự thay nguyên tử H etylen nguyên tử halogen 99 (2X, X = F, Cl, Br) làm tăng chuyển dời xanh liên kết hiđro hình thành Với halogen khác chuyển dời xanh liên kết C-H tham gia liên kết hiđro xấp xỉ Kết phân tích NBO cho thấy, rút ngắn độ dài liên kết chuyển dời xanh tần số dao dộng hóa trị liên kết C-H tham gia liên kết hiđro hệ nghiên cứu tăng %s (C) định Nhìn chung, mức độ chuyển dời xanh liên kết C-H không phụ thuộc độ phân cực ban đầu mà cịn phụ thuộc vào dạng phức hình thành 100 KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Hiện scCO2 dung mơi có tầm quan trọng lớn, ứng dụng nhiều q trình hóa học, cơng nghiệp, đặc biệt cơng nghiệp hóa học xanh Vì hướng chúng tơi tiếp tục nghiên cứu sâu tương tác chất với CO2 mức độ phân tử; qua xem xét tồn tại, vai trị yếu tố ảnh hưởng đến tương tác để sử dụng hiệu dung mơi scCO2, định hướng tìm kiếm sử dụng vật liệu xanh góp phần cải thiện môi trường, bảo vệ sức khỏe người Một số hướng nghiên cứu thực thời gian tới: Tiếp tục nghiên cứu khả hòa tan dẫn xuất etylen, anken khác, số hợp chất hữu có nhóm chức scCO2 Nghiên cứu tương tác nhiều phân tử CO2 với nhiều loại hợp chất (nhiều nhóm chức khác nhau), định hướng gắn nhóm chức tương tác mạnh với CO2 lên vật liệu tiến hành khảo sát việc hấp phụ CO2 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách (2007), Cơ sở lí thuyết phản ứng hóa học, NXBGD [2] Nguyễn Đình Huề, Nguyễn Đức Chuy (2003), Thuyết lượng tử nguyên tử phân tử, tập 1,2, NXBGD [3] Lâm Ngọc Thiềm, Phạm Văn Nhiêu, Lê Kim Long (2008), Cơ sở hóa học lượng tử, NXBKHKT [4] Nguyễn Tiến Trung (2009), Nghiên cứu lý thuyết liên kết hiđro, đihiđro chuyển dời xanh đỏ phương pháp hóa học lượng tử, Luận án tiến sĩ hóa học - Trường ĐHSP HN [5] Nguyễn Tiến Trung, Trần Thành Huế, Nguyễn Minh Thọ (2009), “Nghiên cứu lí thuyết tương tác SiHF3 NH3, CO2, CO, HCN”, Tạp chí Hóa học, 47(1), pp 61-65 TIẾNG ANH [6] Alabugin I V., Manhoran M., Peabody S., Weinhold F (2003), “Electronic Basis of Improper Hydrogen Bonding: A Subtle Balance of Hyperconjugation and Rehybridization”, J Am Chem Soc., 125, pp 5973- 5987 [7] Alkorta I., Rozas I., Elguero J (1998), “Non-Conventional Hydrogen Bonds”, J Am Chem Soc Rev., 27, pp 163-170 [8] Alkorta I., Rozas I., Elguero J (2002), “Theoretical Study of the Si-H Group as Potential Hydrogen Bond Donor”, Int J Quantum Chem., 86, pp 122-129 102 [9] Barbolina, M V., Phillips, R S., Gollnick, P D., Faleev, N.G., Demidkina, T V (2000), “Citrobacter Freundii Tyrosine Phenol-Lyase: The Role of Asparagine 185 in Modulating Enzyme Function Through Stabilization of A Quinonoid Intermediate”, Prot Eng., 13, pp 207-215 [10] Bejamin J V D., Wouter A H., Roman S., Dimitrij N., Halvas Z., Hobza P (2001), “ The Nature of Improper, Blue-Shifting Hydrogen Bonding Verified Experimentally”, J Am Chem Soc., 123, pp 12290-12293 [11] Boldeskul I E., Tsymbal I.F., Latajka Z., Barne A J (1997), “Reversal of the Usual ν(C-H/D) Spectral Shift of Haloform in Some HydrogenBonded Complexes”, J Mol Struct., 436, pp 167-171 [12] Budesinsky M., Fiedler P., Arnold Z (1989), “Triformylmethane: An Efficient Preparation, Some Derivatives and Spectra”, Synthesis, pp 858-860 [13] Chung S., Hippler M (2006), “Infrared Study of Microscopic Molecular Structure of Helicenebisquinone Aggregates”, J Phys Chem B, 104, pp 11006-11009 [14] Coulson C A (1957), “Strong Hydrogen Bonding in the Gas Phase: Flouromethane ··· Hydronium Versus Fluoromethane ···Ammonium”, Res Appl Ind., 10, pp 149-159 [15] Delanoye S N., Herrebout W A., van der Veken B J (2002), “Blue Shifting Hydrogen Bonding in the Complexes of Chlorofluoro Haloforms with Acetone-d6 and Oxirane- d4”, J Am Chem Soc., 124, pp 11584-11855 [16] Diep P., Jordan K D., Johnson J K., Beckman E J (1998), “CO2Flourocacbon and CO2-Hydrocacbon Interactions from FirstPrincibles Calculation”, J Phys Chem A, 102, pp 2231-2236 103 [17] Desiraju G R., Steiner T (1999), The weak Hydrogen Bond in Structural Chemistry and Biology, Oxford University Press, New York [18] Dom J J J., Michielsen B., Maes B U W., Herrbout W A., Van der Veken B J (2009), “The C-H··· π Interaction in the Halothane/Ethene Complex: A Cryosolution Infrared and Raman Study”, Chem Phys Lett., 469, pp 85-89 [19] Frisch M J et al., Gaussian 03 (Revision E.01), Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2008 [20] Fu-Ming Tao (2001), “Bond Functions, Basis Set Superposition Errors and Other Practical Issues with Ab Initio Calculations of Intermolecular Potentials”, Int Reviews in Physical Chemistry, 20(4), pp 617-643 [21] Gilli G., Gilli P (2000), “Towards an Unified Hydrogen-Bond Theory”, J, Mol Struct., 522, pp 1-15 [22] Grabowski S J (2006), Hydrogen bond - New Insight, Springer, Dordrecht, The Netherlands [23] Hermansson W (2002), “Blue-Shifting Hydrogen Bonds”, J Phys Chem A, 106, pp 4695-4702 [24] Hobza P.(2002), “ N-H···F Improper, Blue- Shifting H-Bond”, Int J Quantum Chem., 90, pp 1071-1074 [25] Hobza P., Havlas Z (2000), “Blue-Shifting Hydrogen Bonds”, Chem Rev., 100, pp 4253-4264 [26] Hobza P., Havlas Z (2002), “Improper, Blue-Shifting Hydrogen Bonds”, Theor Chem Acc., 108, pp 4253-4264 [27] Jeffrey G A (1997), An Introduction to Hydrogen Bond, Oxford University Press, New York 104 [28] Kar T., Scheiner S (2006), “ Cooperativity of Conventional and Unconventional Hydrogen Bonds Involving Imidazole”, Int J Quantum Chem., 106, pp 843-851 [29] Kim K H., Kim Y (2008), “Theoretical Studies for Lewis Acid-Base Interactions and C-H∙∙∙O Weak Hydrogen Bonding in Various CO2 Complexes”, J Phys Chem A, 112, 1596-1603 [30] Kock U and Popelier P L A (1995), “Charaterzation of C-H-O Hydro Bonds on the Basic of the Charge Density”, J Phys Chem, 99, pp 9747-9754 [31] Levine I N (2000), Quantum Chemistry (Fifth Edition), Prentice-Hall, Inc., New Jersey, USA [32] Li A Y (2008), “ Theoretical Study of Linear and Bifurcated H-Bonds in the System Y∙∙∙H2CZn, (n= 1, 2; Z= O, S, Se, F, Cl, Br; Y=Cl-, Br)”, J Mol Struct Theochem, 862, pp 21-27 [33] Masunov A., Dannenberg J J., Contreras R H (2001), “C-H Bond Shortening upon Hydrogen Bond Formation: Influence of an Electric Field”, J Phys Chem A, 105, pp 4737-4740 [34] NIST webpage: http://webbook.nist.gov/chemistry; http://cccbdb nist.gov/ [35] Pauling L (1931), “The Nature of the Chemical Bond Application of Result Obtained from the Quantum Mechanics and From a Theory of Paramagnetic Susceptibility to the Structure to the Structure of Molecules”, J Am Chem Soc., 53, pp 1367-1400 [36] Planas J G., Teixidor F., Vinas C., Light M E., Hursthouse M B (2007) “Self-Assembly of Halogen Cobaltacarborane Compounds: Boron- Assisted C-H∙∙∙X-B Hydrogen Bonds?”, Chem Eur J., 13, pp 2439-2501 105 [37] Ponmalai Kolandaivel, V Nirmala (2004), “Study of Proper and Improper Hydrogen Bonding Using Bader’s Atoms in Molecules (AIM) Theory and NBO Analysis”, J Mol Struct., 694, pp 33-38 [38] Popelier P L A (2000), Atoms in Molecules, Pearson Education Ltd.: Essex, UK [39] Raveendran P., Wallen S L (2002), “Cooperative C-H···O Hydrogen Bonding in CO-Lewis Base Complexes: Implications for Solvation in Supercritical CO”, J Am Chem Soc., 124, pp 12590-12599 [40] Rivelino R (2008), “Lewis Acide-Base Interations in Weakly Bound Formaldehyde Complexes with CO2 , HCN, and FCN: Considerations on the Cooperative H-Bonding Effects”, J Phys Chem A, 112, pp 161-165 [41] Scheiner S (1997), Hydrogen Bonding: A Theoretical Perspective, Oxford University Press, New York [42] Steed J W., Atwood J L (2009), Supramolecular Chemistry (Second Eddition), John Willey and Sonds, Ltd, UK [43] Trudeau G T, Dumas J-M., Dupuis P., Guerin M and Sandorfy C., Intermolecular Interactions and Anesthesia: Infrared Spectroscopic Studies, Top Curr Chem., 1980, 93, pp 91-123 [44] Weinhold F and et al (2001), GenNBO 5.G, Theoretical Chemistry Institute, University of Wisconsin: Madison, WI PHỤ LỤC THƠNG SỐ HÌNH HỌC TỐI ƯU CÁC PHỨC 1.1 C2H4 – CO2 (P1) C H H C H H C O O 0 0 0 0 -0.67492 -1.25038 -1.24023 0.67492 1.24023 1.25038 -1.1803 1.1803 -1.86084 -0.93146 -2.79645 -1.86084 -2.79645 -0.93146 1.78425 1.78384 1.78384 1.2 C2H4 – CO2 (P2) C H H C H H C O O -0.93639 0.93639 0.93391 -0.93391 -1.1802 1.1802 0 0 0 0 1.49925 0.93476 0.93476 2.8485 3.41637 3.41637 -1.92672 -1.92621 -1.92621 1.3 C2H4 – CO2 (P3) C H H C H H C O O -0.923 0.923 0.923 -0.923 0 -0.66708 -1.23006 -1.23006 0.66708 1.23006 1.23006 1.17019 -1.17019 -1.87577 -1.8754 -1.8754 -1.87577 -1.8754 -1.8754 1.35892 1.36497 1.36497 -0.6708 -1.26686 -1.39001 0.6708 1.39001 1.26686 -1.18039 1.18039 -1.11294 -0.20091 -2.26179 -1.11294 -2.26179 -0.20091 2.47863 2.47203 2.47203 0.67458 1.23587 1.64638 -0.44224 0.4936 -1.87297 1.4 cis–CHFCHF – CO2 (T1.1F) C H F C F H C O O 0 0 0 0 1.5 cis–CHClCHCl – CO2 (T1.1Cl) C H Cl 0 C Cl H C O O 0 0 0 -0.67458 -1.64638 -1.23587 1.18043 -1.18043 -0.44224 -1.87297 0.4936 3.12734 3.12116 3.12116 1.6 cis–CHBrCHBr – CO2 (T1.1Br) C H Br C Br H C O O 0 0 0 0 0.67475 1.23202 1.7512 -0.67475 -1.7512 -1.23202 1.18043 -1.18043 -0.41241 0.5267 -1.95112 -0.41241 -1.95112 0.5267 3.13736 3.13136 3.13136 1.7 cis–CHFCHF – CO2 (T1.2F) C F H C H F C O O -1.04431 -0.31486 -0.45376 -2.38448 -2.98318 -3.09594 2.49146 2.87501 2.11918 -0.56194 0.58609 -1.47636 -0.54717 -1.45705 0.6063 -0.06139 1.0526 -1.18292 0 0 0 0 0.71824 -0.89696 1.50195 1.01768 2.05811 -0.15584 0.23143 -0.83418 1.30519 0 0 0 0 1.8 cis–CHClCHCl – CO2 (T1.2Cl) C Cl H C H Cl C O O -0.65763 -0.03071 0.10131 -1.97178 -2.30158 -3.24214 3.074 3.57718 2.58067 1.9 cis–CHBrCHBr – CO2 (T1.2Br) C Br H C H Br C O O -0.67229 -0.02654 0.10955 -1.97584 -2.26351 -3.41467 3.12047 3.67167 2.58048 0.70855 -1.05749 1.47089 1.05281 2.10663 -0.15377 0.26951 -0.77212 1.3206 0 0 0 0 1.10 cis–CHFCHF – CO2 (T1.3F) C F H C 0 0 0.67026 1.39406 1.25644 -0.67026 -1.45583 -2.60357 -0.5389 -1.45583 H F C O O 0 0 -1.25644 -1.39406 0 -0.5389 -2.60357 2.97613 4.15453 1.7945 1.11 cis–CHClCHCl – CO2 (T1.3Cl) C Cl H C H Cl C O O 0 0 0 0 0.67393 1.6498 1.22386 -0.67393 -1.22386 -1.6498 0 -0.71236 -2.14157 0.22913 -0.71236 0.22913 -2.14157 3.69731 4.87567 2.5156 1.12 cis–CHBrCHBr – CO2 (T1.3Br) C Br H C H Br C O O 0 0 0 0 0.67408 1.75524 1.21815 -0.67408 -1.21815 -1.75524 0 0.10264 -1.43365 1.04853 0.10264 1.04853 -1.43365 4.5031 5.68147 3.3214 1.13 trans–CHFCHF – CO2 (T2.1F) C F H C F H C O O -0.19422 0.81368 0.12985 -1.46532 -2.48053 -1.79483 -2.20887 -3.37946 -1.03383 -0.21761 -1.13405 0.82206 -0.64207 0.2733 -1.68016 3.16241 3.29644 3.03972 0 0 0 0 1.14 trans–CHClCHCl – CO2 (T2.1Cl) C -0.2649 -0.22801 Cl H C Cl H C O O 1.19095 -0.11632 -1.47184 -2.93536 -1.62286 -2.13263 -3.28023 -0.98035 -1.18091 0.85218 -0.82282 0.12409 -1.90339 3.35696 3.62553 3.09641 0 0 0 0 1.15 trans–CHBrCHBr – CO2 (T2.1Br) C Br -0.28219 1.33218 -0.23163 -1.21397 0 H C Br H C O O -0.16267 -1.47021 -3.09205 -1.59058 -2.11777 -3.25373 -0.97651 0.85242 -0.86283 0.11281 -1.94755 3.40044 3.71486 3.0955 0 0 0 1.16 trans–CHFCHF – CO2 (T2.2F) C F H C F H C O O -0.26069 0.95201 -0.20186 -1.37872 -2.59184 -1.42287 3.06227 3.94702 2.18335 0.0383 -0.59302 1.12566 -0.69977 -0.08142 -1.7883 1.36719 0.58886 2.1567 0 0 0 0 1.17 trans–CHClCHCl – CO2 (T2.2Cl) C -0.24358 -0.13837 Cl H C Cl H C O O 1.19046 -0.05752 -1.46475 -2.89982 -1.6392 3.13334 4.14932 2.12042 -1.12891 0.93653 -0.70275 0.27989 -1.77981 1.54562 0.94821 2.1538 0 0 0 0 1.18 trans–CHBrCHBr – CO2 (T2.2Br) C -0.24598 -0.17318 Br H C Br H C O O 1.28863 -0.03166 -1.48046 -3.01495 -1.68388 3.15122 4.19571 2.11002 -1.28017 0.89674 -0.70754 0.39446 -1.77978 1.58378 1.03764 2.14226 0 0 0 0 1.19 trans–CHFCHF – CO2 (T2.3F) C H C H C O O F F -0.25275 -1.31079 0.25275 1.31079 -0.98467 0.98467 0.59583 -0.59583 0.62088 0.87985 -0.62088 -0.87985 0.65044 -0.65044 1.68708 -1.68708 -1.29892 -1.297 -1.29892 -1.297 1.86809 1.86907 1.86907 -1.28973 -1.28973 1.20 trans–CHClCHCl – CO2 (T2.3Cl) C -0.43696 0.51199 -0.97527 H C H C O O Cl Cl -1.52109 0.43696 1.52109 -1.16047 1.16047 0.12536 -0.12536 0.38995 -0.51199 -0.38995 0.21448 -0.21448 2.15778 -2.15778 -0.97219 -0.97527 -0.97219 2.10224 2.10326 2.10326 -0.95358 -0.95358 1.21 trans–CHBrCHBr – CO2 (T2.3Br) C H C H C O O Br Br -0.43587 -1.52086 0.43587 1.52086 -1.16718 1.16718 0.17507 -0.17507 0.51284 0.39584 -0.51284 -0.39584 0.1745 -0.1745 2.30013 -2.30013 -0.96618 -0.96283 -0.96618 -0.96283 2.08739 2.08892 2.08892 -0.9359 -0.9359 1.22 CH2F2CH2F2 – CO2 (T3.1F) C H H C F F C O O -1.36049 -0.3474 -2.22947 -1.54378 -2.72671 -0.56209 2.30562 2.56725 2.05099 -1.47321 -1.86728 -2.12661 -0.15125 0.46954 0.76296 0.14878 1.29806 -1.00459 0 0 0 0 1.23 CH2Cl2CH2Cl2 – CO2 (T3.1Cl) C H H C Cl Cl C O O -1.34051 -0.28124 -2.10028 -1.7177 -3.38248 -0.57426 2.51463 2.9138 2.12195 -1.41879 -1.67629 -2.20107 -0.12762 0.3734 1.18759 -0.02547 1.08392 -1.13929 0 0 0 0 1.24 CH2Br2CH2Br2 – CO2 (T3.1Br) C H H C Br Br C O O -1.34339 -0.27743 -2.07907 -1.75627 -3.58652 -0.53872 2.57572 3.02284 2.13675 -1.41631 -1.65038 -2.22285 -0.13454 0.34382 1.31835 -0.05882 1.03224 -1.15513 0 0 0 0 1.25 CH2F2CH2F2 – CO2 (T3.2F) C C H H C O O F F 0.00454 0.00082 0.95018 -0.95149 -0.00897 1.17128 -1.1892 1.09864 -1.08526 1.23106 -0.10435 -0.63482 -0.6295 -3.47287 -3.47286 -3.46649 1.99795 2.00404 0 0 0 0 1.26 CH2Cl2CH2Cl2 – CO2 (T3.2Cl) C C H H C O O Cl Cl 0 0 0 0 0 -0.9482 0.9482 -1.18029 1.18029 -1.46265 1.46265 1.17599 -0.16982 -0.70885 -0.70885 -3.53031 -3.52678 -3.52678 2.11547 2.11547 1.27 CH2Br2CH2Br2 – CO2 (T3.2Br) C C H H C O O Br Br 0 0 0 0 0 -1.19541 0.15188 0.9469 0.69524 -0.9469 0.69524 3.50372 1.1803 3.50023 -1.1803 3.50023 1.60105 -2.20338 -1.60105 -2.20338 1.28 CH2F2CH2F2 – CO2 (T3.3F) C H H C F F C O O -0.94598 0.94598 1.0923 -1.0923 0 0 0 0 0 0 0.9112 0.3766 0.3766 2.24612 3.01842 3.01842 -3.48777 -4.66709 -2.30672 1.29 CH2Cl2CH2Cl2 – CO2 (T3.3Cl) C H H C Cl Cl C O O 0 0 0 0 0 0.94334 -0.94334 -1.46286 1.46286 0 -0.16505 0.38056 0.38056 -1.51029 -2.45212 -2.45212 4.21007 5.38929 3.02893 1.30 CH2Br2CH2Br2 – CO2 (T3.3Br) C H H C Br Br C O O 0 0 0 0 0 0.94195 -0.94195 -1.60104 1.60104 0 0.7139 1.26409 1.26409 -0.63269 -1.64286 -1.64286 5.08673 6.26593 3.90562 2.49344 2.93066 2.93066 1.39191 0.7534 0.7534 -1.87996 -2.57037 -1.19051 0.94837 -0.94837 -1.09158 1.09158 0 1.31 CH2F2CH2F2 – CO2 (T3.4F) C H H C F F C O O 0.46675 0.76846 0.76846 -0.28545 -0.72359 -0.72359 0.41451 -0.54171 1.37312 1.32 CH2Cl2CH2Cl2 – CO2 (T3.4Cl) C H H C Cl Cl C O O 0 0 0 0 0 0.94334 -0.94334 -1.46286 1.46286 0 -0.16505 0.38056 0.38056 -1.51029 -2.45212 -2.45212 4.21007 5.38929 3.02893 1.33 CH2Br2CH2Br2 – CO2 (T3.4Br) C H H C Br Br C O O 1.71297 2.20507 2.20507 0.50421 -0.40281 -0.40281 0.4211 -0.67716 1.52285 1.59325 1.83187 1.83187 1.00008 0.55169 0.55169 -2.44538 -2.87679 -2.02098 0.94447 -0.94447 -1.59998 1.59998 0 ... nghiên cứu Xuất phát từ u cầu tính cấp thiết nêu trên, chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu: ? ?Nghiên cứu đánh giá khả tương tác etylen dẫn xuất đihalogen với cacbonđioxit phương pháp hóa học lượng tử? ??... lý thuyết liên kết hiđro, tương tác axit-bazơ Lewis, đánh giá khả tương tác etylen dẫn xuất đihalogen với cacbonđioxit phương pháp hóa học lượng tử Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phần mềm Gaussian... Cl, Br) với cacbonđioxit 54 3.3.2 Tương tác dẫn xuất đihalogen etylen (transCHXCHX, X = F, Cl, Br) với cacbonđioxit 68 3.3.3 Tương tác dẫn xuất đihalogen etylen (CH2CX2, X= F, Cl, Br) với cacbonđioxit