CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3. Áp dụng kết quả vào dạy học hóa học phổ thơng
Phản ứng H2 + Br2 → 2HBr nằm trong chƣơng V: Halogen chƣơng trình hóa học trung học phổ thông. Với kết quả của luận văn này tơi có thể giúp các em học sinh hiểu rõ hơn về phản ứng trên. Cơ chế phản ứng là một phần kiến thức khó chính vì vậy kết quả của luận văn này phù hợp với chuyên đề ôn thi học sinh giỏi Quốc gia và Quốc tế.
Với cơng việc của mình là giảng viên đại học tôi thấy đây là một hƣớng nghiên cứu rất thú vị và có thể phát triển thành các đề tài nghiên cứu khoa học cho sinh viên thực hiện.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu, chúng tôi đã thu đƣợc một số kết quả chính nhƣ sau:
1. Đã có đƣợc những kiến thức cần thiết, cơ bản về hóa học lƣợng tử, các phƣơng pháp tính gần đúng hóa học lƣợng tử, nhiều phần mềm tính tốn hóa học lƣợng tử và những kiến thức quan trọng về động hóa học.
2. Đã lựa chọn đƣợc phƣơng pháp bán kinh nghiệm phù hợp là DFT - B3LYP của phần mềm Gaussian 09 để tính các tham số hóa học lƣợng tử cho các chất H, Br, H2, Br2, HBr, HHBr, HBrBr.
3. Tối ƣu hóa cấu trúc của hơn 90 cấu tử bao gồm chất phản ứng, trạng thái trung gian, trạng thái chuyển tiếp và sản phẩm; xác định đƣợc các tham số cấu trúc nhƣ: độ dài liên kết, góc liên kết, tính năng lƣợng tối ƣu, năng lƣợng điểm đơn của các cấu tử. Từ đó xây dựng đƣợc các đƣờng cong thế năng của 14 phản ứng, tính đƣợc các đại lƣợng nhiệt động: 0 298K H , 0 298K H , Ea của các phản ứng thành phần. 4. Những kết quả thu đƣợc cho thấy việc tính tốn lí thuyết và tính tốn hóa học lƣơng tử cho kết quả hoàn toàn phù hợp với kết quả thực nghiệm. Do đó phản ứng H2(k) + Br2(k) 2HBr(k) xảy ra theo cơ chế gồm các giai đoạn đã nêu nhƣ sau:
Giai đoạn 1: Sinh mạch (khơi mào): Br 1 2Br
2(k)
k
Giai đoạn 2: Phát triển mạch:
Br HBr Br H H HBr H Br 3 2 2 2 k k Giai đoạn 3: Làm chậm phản ứng: HHBrk4 H2Br Giai đoạn 4: Ngắt mạch: BrBrMk5 Br2M * Phương trình động học: 2 3 4 2 1 2 2 2 1 5 1 2 Br k HBr k 1 Br H k k k 2 dt HBr d
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. H. Eyring, J. Walter, G.E. Kimball (1948), Hóa học lượng tử bản dịch tiếng Việt, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam, Hà Nội.
2. Trần Thành Huế (2003), Hóa học đại cương, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội. 3. Trần Thành Huế (2006), Tư liệu hóa học 10, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội. 4. Nguyễn Đình Huề, Nguyễn Đức Chuy (2003), Thuyết lượng tử về nguyên tử và
phân tử (Tập 1,2), Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
5. Đoàn Minh Hùng (2015), Khảo sát thông số nhiệt động, đường phản ứng của gốc
tự do Etinyl (C2H) với phân tử acryonitrin (C3H3N) trong pha khí bằng phương pháp tính hóa học lượng tử, Luận văn thạc sĩ, Đại học Sƣ phạm Hà
Nội, Hà Nội.
6. Lê Văn Huỳnh (2014), Hóa học các nguyên tố, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và công nghệ, Hà Nội.
7. Nguyễn Hà Mi (2012), Khảo sát một số dẫn xuất halogen, ancol, phenol và axit
cacboxylic bằng phương pháp hóa học lượng tử, Luận văn thạc sĩ, Đại học
Khoa học tự nhiên, Hà Nội.
8. Phạm Thị Thu Ngọc (2014), Nghiên cứu lý thuyết cơ chế phản ứng N2O + H2 trong pha khí và trên nền xúc tác cluster Rh5, Luận văn thạc sĩ, Đại học Sƣ phạm Hà Nội, Hà Nội.
9. Hoàng Nhâm (2000), Hóa vơ cơ (Tập 2), Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
10. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2006), Hóa lí (Tập 2,3), Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
11. Nguyễn Hữu Phú (2006), Hóa lý và Hóa keo, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội.
12. Lâm Ngọc Thiềm, Phạm Văn Nhiêu, Lê Kim Long (2008), Cơ sở hóa học lượng
tử, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
13. Đào Đình Thức (2005), Cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học (Tập 1,2), Nhà
14. Nguyễn Ngọc Trí (2015), Bước đầu nghiên cứu động học của phản ứng đơn phân tử phụ thuộc áp suất bằng phương pháp tính hóa học lượng tử, Luận
văn thạc sĩ, Đại học Sƣ phạm Hà Nội, Hà Nội.
15. Hồ Ngọc Tuấn (2015), Nghiên cứu lí thuyết cơ chế phản ứng của gốc etinyl với
phân tử etanol trong pha khí bằng lý thuyết phiếm hàm mật độ, Luận văn
thạc sĩ, Đại học Sƣ phạm Hà Nội, Hà Nội.
16. Đặng Ứng Vận (1998), Tin học và ứng dụng trong hóa học, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
17. Đào Hữu Vinh, Nguyễn Duy Ái (2014), Tài liệu chuyên Hóa học 10 (Tập 2),
Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
Tiếng Anh
18. Eleen Frisch, Hrantchian, P. Hrat Roy D. Dennington II, Todd A. Keith, John Millam,…(2009), GaussView 5 Reference, Gaussian, Inc.
19. Gloria A.A. Saracino, Roberto Improta, Vincenzo Barone (2003), “Absolute pKa determination for cacboxylic acids using density functional theory and the polarizable continuum model”, Chemical Physics Letters, 373, pp. 411- 415.
20. John A. Keith, Emily A. Carter (2012), “Quantum Chemical Benchmarking, Validation, and Prediction of Acidity Constants for Substituted Pyridinium Ions and Pyridinyl Radicals”, Journal of Chemical Theory and Computation, 8, pp. 3187-3206.
21. Kristin S. Along, George C. Sheilds (2010), “Chapter 8 Theoretical Calculations of Acid Dissociation Constants: A Review Artical”, Annual Reports in Computation Chemistry, Volum 6, pp. 113-138.
22. Matthew D. Liptak, George C. Shields (2001), “Accurate pKa Calculation for Carboxylic Acids Using Complete Basis Set and Gaussian-n Models Combined with CPCM Continuum Solvation Methods”, J. Am. Chem. Soc,
23. Vyacheslav S. Bryantsev, Mamadou S. Diallo, Adri C. T. van Duin, William A. Goddard III (2009), “Evaluation of B3LYP, X3LYP and M06-Class Density Functionals for Predicting the Binding Energies of Neutral, Protonated, and Deprotonated Water Clusters”, Journal of Chemical Theory
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ
1. Lê Văn Huỳnh, Trần Thị Tuyết Mai (2014), “Nghiên cứu tổng hợp một
số phức chất từ Glyxin và ion kim loại chuyển tiếp và khả năng ứng dụng”, Tạp chí
Xúc tác và Hấp phụ số 3, Tr. 95 – 102.
2. Lê Văn Huỳnh, Trần Thị Tuyết Mai (2014), “Nghiên cứu các phức chất
của các ion kim loại Al(III), Co(II), Ni(II) và Cu(II) với Axetylaxeton bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại”, Tạp chí hóa học, Tập số 52(6), Tr. 770 – 774.
3. Lê Văn Huỳnh, Trần Thị Tuyết Mai (2015), “Nghiên cứu sự tạo phức của một số ion kim loại với Axetylaxeton bằng phƣơng pháp phân tích nhiệt”, Tạp chí Hóa học số 4 (53), Tr. 436 – 440.
PHỤ LỤC
Các thông số lƣợng tử của các chất trong hệ chất nghiên cứu: 1. Br
Zero-point correction= 0.000000 (Hartree/Particle) Thermal correction to Energy= 0.001416
Thermal correction to Enthalpy= 0.002360 Thermal correction to Gibbs Free Energy= -0.016830 Sum of electronic and zero-point Energies= -2571.529984 Sum of electronic and thermal Energies= -2571.528567 Sum of electronic and thermal Enthalpies= -2571.527623 Sum of electronic and thermal Free Energies= -2571.546814
2. Br2
Zero-point correction= 0.000646 (Hartree/Particle) Thermal correction to Energy= 0.003447
Thermal correction to Enthalpy= 0.004392 Thermal correction to Gibbs Free Energy= -0.023678 Sum of electronic and zero-point Energies= -5143.124416 Sum of electronic and thermal Energies= -5143.121614 Sum of electronic and thermal Enthalpies= -5143.120670 Sum of electronic and thermal Free Energies= -5143.148740
3. H
Zero-point correction= 0.000000 (Hartree/Particle) Thermal correction to Energy= 0.001416
Thermal correction to Enthalpy= 0.002360 Thermal correction to Gibbs Free Energy= -0.010654 Sum of electronic and zero-point Energies= -0.500273 Sum of electronic and thermal Energies= -0.498857 Sum of electronic and thermal Enthalpies= -0.497912 Sum of electronic and thermal Free Energies= -0.510927
4. H2
Zero-point correction= 0.010150 (Hartree/Particle) Thermal correction to Energy= 0.012511
Thermal correction to Enthalpy= 0.013455 Thermal correction to Gibbs Free Energy= -0.001337 Sum of electronic and zero-point Energies= -1.165332 Sum of electronic and thermal Energies= -1.162972 Sum of electronic and thermal Enthalpies= -1.162027 Sum of electronic and thermal Free Energies= -1.176819
5. HBrBr
Zero-point correction= 0.005307 (Hartree/Particle) Thermal correction to Energy= 0.009376
Thermal correction to Enthalpy= 0.010320 Thermal correction to Gibbs Free Energy= -0.024071 Sum of electronic and zero-point Energies= -5124.142169 Sum of electronic and thermal Energies= -5124.138101 Sum of electronic and thermal Enthalpies= -5124.137157 Sum of electronic and thermal Free Energies= -5124.171548
6. HHBr
Zero-point correction= 0.011163 (Hartree/Particle) Thermal correction to Energy= 0.014922
Thermal correction to Enthalpy= 0.015867 Thermal correction to Gibbs Free Energy= -0.006364 Sum of electronic and zero-point Energies= -2572.696667 Sum of electronic and thermal Energies= -2572.692907 Sum of electronic and thermal Enthalpies= -2572.691963 Sum of electronic and thermal Free Energies= -2572.714194
7. HBr
Zero-point correction= 0.005541 (Hartree/Particle) Thermal correction to Energy= 0.007901
Thermal correction to Enthalpy= 0.008846 Thermal correction to Gibbs Free Energy= -0.013706 Sum of electronic and zero-point Energies= -2572.159636 Sum of electronic and thermal Energies= -2572.157275 Sum of electronic and thermal Enthalpies= -2572.156331 Sum of electronic and thermal Free Energies= -2572.178882