许秀芳

(南开大学化学学院，天津300071)

氢气和氧气生成气态水反应热力学函数的高水平量化计算研究
——介绍一个计算化学实验

许秀芳*

(南开大学化学学院，天津300071)

结合教学实践，介绍一个面向高年级本科生的计算化学实验。运用量子化学软件Gaussian 09及其配套软件GaussView和UltraEdit，计算反应的内能、焓、熵、吉布斯自由能等热力学函数的变化值。旨在通过本实验，使学生初步掌握运用高水平量子化学计算方法进行构型优化、频率计算和能量计算的方法。

计算化学实验；量化计算；Gaussian 09软件；热力学函数

计算化学是当代化学领域的一门重要学科。1998年，诺贝尔化学奖授予沃尔特·库恩和约翰·波普尔，以表彰他们在计算化学领域做出的重大贡献。2013年马丁·卡普拉斯、迈克尔·莱维特及亚利耶·瓦谢尔因他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献而获得诺贝尔化学奖，标志着计算化学的重要作用愈加为人们所重视。计算化学主要基于量子化学和统计力学等理论来研究化学问题，这两部分内容同时也是物理化学基础课教学中的重点和难点之一。计算化学的研究结果不仅能在分子水平上对实验化学的结果作出合理的解释，还能对分子的化学性质和化学反应的活性、选择性以及产物分布进行预测。随着计算化学的发展、计算软件的普及和计算机硬件水平的提高，许多学生对计算化学产生了浓厚的兴趣。针对这一现象，国内化学教育工作者进行了积极的应对。……