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F,Cl,OH取代烷烃能量及轨道系数的理论研究

2011-06-06姚树文侯振雨崔乘幸

姚树文,侯振雨,崔乘幸

(河南科技学院,河南新乡453003)

计算化学是理论化学的一个分支,其主要作用在于利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质(总能量、偶极矩、四极矩、振动频率、反应活性等)并用以解释一些具体的化学问题.理论上讲,对任何分子都可以采用相当精确的理论方法进行计算.但是由于这些方法的计算量随电子数的增加成指数或更快的速度增加,所以他们只能用于很小的分子,对更大的体系,往往需要采取一些近似的方法,以在计算量和结果的精确度之间寻求平衡[1-3].分子轨道(molecular orbital,MO)是分子轨道理论的一个核心概念,指电子在分子中的运动区域[4],该概念首先由弗里德里希·洪德和罗伯特·桑德森·马利肯在1927~1928年引入[5-6].电子在分子中的空间运动状态可以用分子轨道波函数(ψ,薛定谔方程的数学解)描述,借助Hartree-Fock方程或自洽场方法可对其作定量近似.定性上看,分子轨道由原子轨道线性组合(LCAO-MO法)获得,组合后的分子轨道数目与组合前的原子轨道数目相等[7].本文采用量化软件Gaussian 03对F,Cl,OH取代烷烃进行了研究,得到了此三类杂原子对烷烃能量及分子轨道系数的影响趋势.

1 实验部分

(1)利用Gaussian程序中的Hartree-Fock方法,6-31G基组来计算;

(2)用Gaussianview软件分别构建1~10个碳的烷烃,1,1-氟代烷,1,1-氯代烷,伯醇的分子模型并进行计算;

(3)利用Excel软件计算分别计算1~10个碳的烷烃,1,1-氟代烷,1,1-氯代烷,伯醇的轨道参数,并且通过作图分析这些参数的稳定性.

2 实验结果

依据上述实验过程,对所得的实验结果进行分析.

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