Предмет: Сирек заттар
Тип: Дипломдық жұмыс
Объем: 39 стр.
Год: 2009
|
Закрыть
|
Бензол молекуласының электрондық құрылысын МПДП әдісімен есептеу
Мазмұны
Кіріспе 3
1 Әдебиеттік шолу 5
1.1 Органикалық қосылыстардың электрондық күйлерін зерттеу әдістері 5
1.2 Бензол молекуласының кеңістіктік құрылымы 6
1.3 Бензол молекуласының электрондық құрылысы π электрондық жуықтауда 8
1.4 Бензолдың сіңіру спектрлері 10
1.5 Бензолдың физикалық-химиялық қасиеттері 11
1.5.1 Бензолдың алыну жолдары 11
1.5.2 Бензолдың қолданылуы 12
2 Бензол молекуласының электрондық құрылысын есептеу 14
2.1 Квантты химияның есептеу әдістері 14
2.2 Жартылай эмпирикалық МПДП (MNDO) әдісі 18
2.3 Бензол молекуласының электрондық құрылысын есептеу нәтижелерін талдау 19
2.4 Бензол молекуласының молекулалық орбитальдары 20
Қорытынды 22
Пайдаланылған әдебиеттер 23
Қосымша 25
Реферат 39
Кіріспе
Квантты химия пәнінің негізгі мақсаты - ол әртүрлі жүйелерге Шредингердің стационар күй теңдеуін шешіп, жүйенің күйін сипаттайтын толқындық функциялар жиынын және энергетикалық күйлердің энергия мәндерін алу. Немесе бұл мәселені квантты химия тілінде Гамильтон операторының меншікті мәндері және меншікті функцияларын табу деп те атайды.
Квантты химияның теориялық мәселелерін бекітуде молекулалардың электрондық құрылысын есептеп зерттеудің маңызы зор.
Зерттеу жұмыстарын орындау барысында квантты химиялық әдістерді қолданып, қарастырылатын молекулалардың электрондық құрылыстары есептеледі. Нәтижелерді талдап квантты химиялық есептеу нәтижелерін эксперименттік мәліметтермен салыстырады. Молекулалық орбитальдарға талдаулар жүргізеді.
1 Әдебиеттік шолу
1.1 Органикалық қосылыстардың электрондық күйлерін зерттеу әдістері
Органикалық қосылыстардың электрондық күйлерін зерттеуге соңғы кезеңде көптеген жаңа физикалық әдістер, атап айтқанда инфрақызыл спектроскопия, ядролық магниттік резонанс, масс-спектрометрия т.б. көптеп қолданылады. Химик-органиктер көп қолданатын электрондық абсорбциялық спектроскопия әдісі кеңінен таралған. Органикалық қосылыстардың жұтылу (сіңірілу) спектрлері, олардың құрылысын зерттеуде және мөлшерлік талдауда маңызды роль атқарады.
Жұтылу электрондық спектрлері заттардың электромагниттік
1.3 Бензол молекуласының электрондық құрылысы π электрондық жуықтауда
Бензол молекуласын ең қарапайым молекулық орбиталь атомдық орбитальдардың сызықтық комбинациясы (МО АОСК) тұрғысынан қарастырайық. Бұл әдісте π электрондық жуықтау қолданылады. Мұндай есептеу әдісін Хюккельдің қарапайым әдісі (МОХ) деп атайды. Хюккельдің қарапайым әдісімен қарастырылған жұмыстар Стрейтвизер, Хигаси және Базилевский монографияларында көптеп келтірілген. Қазіргі кезеңде бұл әдіспен есептелген жұмыстар өзінің маңыздығын жойғанын айта кеткеніміз жөн. Дегенмен, Хюккельдің қарапайым әдісі көптеген химиялық мәселелерді шешуде дұрыс нәтижелер бергенін айтқан дұрыс.
1.4 Бензолдың сіңіру спектрлері
Бензол және оның туындыларының жұтылу спектрлері, химиялық қасиеттері сәйкес алифатты қосылыстардың спектрлерінен айрықша болады. Сондықтан оларды жекелеп қарастырайық.
1.5.1 Бензолдың алыну жолдары
Бензолды алғаш рет 1825 ж. ағылшын физигі Фарадей бөліп алған. Бензолды алудың келесі жолдарын атап көрсетуге болады:
1.5.2 Бензолдың қолданылуы
Бензол каучукты және лак шайырларын еріткіш ретінде қолданады. Бензол стиролды синтездеуге қолданылады. Ал стирол полистиролды өндіруде пайдаланылады. Бензол кумолды (фенол мен ацетон өндіруде қолданылады), циклогександы (циклогексанол, капролактама және полиамидтерді өндіруде қолданылады), нитробензолды (аниллинді, бояғыштарды, фармацевтикалық препараттарды өндіруде қолданылады), хлорбензолды және гексахлорциклогександы (инсектицид өндірісінде қолданылады), малеин ангидридін (полиэфирлі шайырлар өндірісінде қолданылады) өндіруде шикізат ретінде қолданылады.
2 Бензол молекуласының электрондық құрылысын есептеу
2.1 Квантты химияның есептеу әдістері
Химияның теориялық мәселелері квантты химияда қарастырылады. Квантты химияның негізгі мақсаты қарастырылатын жүйеге (молекула, ион, радикал және т.б.) Шредингер теңдеуін жуықтап шешіп, жүйені сипаттайтын толқындық функциялар мен МО жиынын алу. Егер жүйенің осы шамалары белгілі болған жағдайда, онда жүйені сипаттайтын барлық физикалық-химиялық шамаларды толығымен анықтауға болады (қарастырылған жуықтауда).
Квантты химиялық есептеу әдістері негізінен 2 үлкен топқа бөлінеді:
Қорытынды
Бензол молекуласының электрондық құрылысын МПДП әдісімен есептеп келесі қорытындылар жасалды:
1. Бензол молекуласының толық энергиясы, түзілу жылуы, МО жиыны, геометриясы, атомдарындағы зарядтар есептелді.
2. Есептелген квантты химиялық шамалар экспериментальдық мәліметтермен салыстырылып, сәйкестігі тағайындалды.
3. Химиялық реакциялардың механизмін тағайындауда өте маңызды молекуланың ең ЖТМО және ТБМО талдаулар жүргізілді.
4. Ең ЖТМО және ТБМО екі ретті туындағандары тағайындалды.
5. Есептеу нәтижелерін бензол молекуласының қатысуымен жүретін химиялық реакциялардың ерекшеліктерін талдауда қолдануға болады.
