结构化学实验报告.docx
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结构化学实验报告
重庆大学化学化工学院《结构化学》
实验报告
姓名学号:
年级专业:
指导老师:
重庆大学化学化工学院
2013年12月21日
实验一利用量子化学计算软件验证分子轨道理论和判断分子点群
一、主要仪器设备及软件
1、仪器:
用于计算的计算机。
2、软件:
gview
A、建模软件
(1)Chemoffice是一款广受化学学习、研究者好评的化学学习工具。
(2)GaussYiew主要功能有创建三维分子模型,计算任务设置全面支持Gaussian计算,和显/hGaussian计算结果等。
B、计算软件:
(1)Gaussian:
&子化学领域最著名和应用最广泛的软件之一,由量子化学家约翰波普的实验室开发,可以应用从头计算方法、半经验计算方法等进行分子能最和结构;过渡态能量和结构;化学键及反应能量;分子轨道;偶极矩;多极矩;红外光谱和拉曼光谱,核磁共振,极化率和超极化率,热力学性质,反应路径等分子相关计算。
(2)MaterialsStudio:
是ACCELRYS公司专门为材料科学领域研究者所涉及的一款可运行在PC上的模拟软件。
(3)\ASP是使用贋势和平面波基组,进行第一定律分子动力学计算的软件包。
⑷Gamess-US:
由于免费与开放源码,成为除Gaussian以外,最广泛应用的量子化学软件,目前由IowaStateUinversity的MaikGorden教授的研究组主理。
(5)CASTEP:
是由密皮泛函理论为基础的计算程式所组成,同时采用V而波(planewave)为基底处理波函数,可针对具有周期性的固态材料表面进行化学模拟计算。
(6)ATK:
是由丹麦公司QuanhimWiseA/S开发的一款通用的电子态结构计算软件。
其他量子化学计算软件目前,除了上面提到的儿版苦名量子化学计算软件之外,还有大量商业和免费的量子化学计算软件,其中绝大部分是从事量子化学或计算化学研究的实验室H行开发的,此外,一些苦名的大型化学软件如HyperChem、Chem3D、Sybyl等,也包含有量子化学计算包。
二、实验目的
1、了解常用的计算方法及相应的基组,如半经验方法有AM】、PM3等,从头算法有HF、B3LYP、MP.、CCSD等,基组3・21G(d),6・31+G(d)等。
2、学会利用建模软件构建简单的化学分子;会设置Gaussian的计算格式,能够对
计算结果进行利用分析;能够根据已学的理论知识利用软件判断简单分子的点群,且会设置计算。
3、会利用GaussView画分子结构和分子轨道图;能够用分子轨道理论解释O^N?
、F2、等简单分子,将阶层分子轨道能级顺序与分子轨道对应。
4、通过计算用休克尔原理解释苯和氯苯的电子态。
三、实验步骤
1.利用GaussA'iew建模
打开GaussView软件,执彳亍File-New-CreateModGroup(CtiiN)打开一个新的窗口,点击File下面的叱按钮,出现元素中期表,点击O,选择下面的中间双键O,在打开的新的窗口中点击两次,第二此点击没有O的双键末端,就建立成02分子的模型。
2.Gaussian计算
打开Gaussian窗【1从路径找到保存O2-3.gjf和O2・l.gjf文件分别计算。
3.结果分析
(1)out或log文件
(2)GaussView分析
(3)点开下面SmfacesAvailable:
选择要显示的分了轨道,然后通过SmfaceActions-showSmface,调整位置,保存图形为bmp格式,然厉通过SurfaceActions-hidesurface隐藏显示轨道,选择下一个分子轨道保存。
4.同样的方法计算N?
巧、CO、苯和氯苯。
分析苯的休克尔分子轨道及相应的轨
FileMame
02
FileType
CalculationTjrpe
SP
CalculationMethod
RHF
BasisS«t
6-31+G(d,p)
Charge
0
Spin
EMF)
-149.53696050
a.u.
RMSGradientHam
t.U・
ImaginaryFreq
DipoleMoment
0.0000
Debye
PointGroup
D*H
0.00000000
0.00000000
TitieCardRequired
Jobcputime:
0days0hours0ninnies
6.0seconds.
道类型。
1.0?
单觅态价电子组态:
实验数据:
(02s)2(叭s)2(^2px)2(^2pz)2("2py)2(^2px)2计算结果:
%chk=D:
\structchemic\g09w\shiyanDATA\O:
.chk
#hf/6-31+g(d,p)geom二connectivity
TitleCardRequired
01
122.0
分子轨道
(仏严(临)2(^2px)2( 02三重态价电子组态: (仏)〈叭s)〈O2pz)2(n2px)2(W2py)2(巧pJgpyF计算结果: %chk=D: \structchemic\g09w\shiyanDATA\Oz.chk #hf6-31+g(d,p)geom二connectivity TitleCardRequired 03 0 0 12 2 -1.32731959 -2.48891959 2.0 0.41237113 0.41237113 0.00000000 0.00000000 FileName 02SAN FileType •Log CalculationType SP CalculationMethod •JHF BasisSet 6-31尽(dp) Charge 0 Spin Triplet E(UHF) -149.62194241 a.u. RJISGradientNorn a.a InaFreq DipoleHone>t 0.0300 Debye PointGroup D*H TitieCardRequired Jobc>utine: 0days0hours0ninates 5.0seconds. 分子轨道图: tes)1(吆)1 (6pJ (^ag)^(^au)2(lTTux)2(lnuy)2(2Qg)2 计算结果: %chk=D: \structchemic\gO9w\shi3-anDATA\N2.chk #hf/3-21*g*geom=connectivity TitleCardRequired01 N1.79123711 N0.69923711 123.0 2 分子轨道图: (lag)2 (2nux)2 (2aug)2 (lau)° 3.F2价电子组态: 92s)2(叭s)2(%pk)2(K2py)2(a2pz)2(^2px)2(巧py)? 计算结果: %chk=D: \structchemic\g09w\shiyanDATA\F2.chk #hf/3-21+g*geom二connectivity TitleCardRequired 01 F 0.57989691 0.12886598 F -0.58010309 0.12886598 0.00000000 0.00000000 121.0 2 分子轨道图: FileHame ? 2 FileType •吸 CalculationType SP Calculationletkod RHF BasisSet 3-21+G* Charge 0 Spin Singlet E(RKF) -197.58849201 a.u. RMSCr&di? ori» du. IoagintryFrej DipoleMoment 0.0000 Debye PointGrtup D・H Jobcputine: 0days0hours0minwtes 1.0seconds・ ritieCardReqairei (6s)2(叭s)2©pJ(a2py)2 92pz)2gpJgpyF(眄pz)° 4.CO价电子组态: (la)2(2a)2(lirx)2(lny)2(3ag)2 计算结果: %chk=D: \structchemic\g09w\shiyanDATA\C0.chk #hf/3"21+g*geom二connectivity TitleCardRequired 01 0 1.40463917 0.02577320 0.00000000 c 122.0 2 0.14623917 0.02577320 0.00000000 TitleCardRequired FileHame CO FileType ・1” CalculationTjrpe sr Calcul&tionBethtd RHF BasisSet 3-214G« Charge 0 Spin Sing E(R») -112.08299011 a.u. JUSGradientifora a.a ImaginaryFreq Dipoleloneit 1.2⑹ Debye PointGroup C*Y J*bcpxitiael0dlays0koxurs0n 1.0seconds. xxiwtes (K2pz)°(2。 )2(1叫尸(叫尸 (3%)2(2叫)0(2吟)0(4%)0 5.CH 计算结果: %chk=D: \structchemic\g09w\shiyanDATA\C6H6.chk #hf3-21+g*g亡om二connectivity TitleCardRequired 01 c 1.20809735 0.69719533 -o.00000000 c 0.00000000 1.39499067 -o.00000000 c -1.20809735 0.69719533 -0.00000000 c -1.20809735 -0.69719533 -o.00000000 c 0.00000000 -1.39499067 -0.00000000 c 1.20809735 -0.69749533 -o.00000000 H 2.16038781 1.21730049 -o.00000000 H 0.00000000 2.49460097 -o.00000000 H -2.16038781 1.21730019 -0.000
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