Đồ Án Nghiên cứu tham số cấu trúc và hiệu ứng nhiệt phản ứng đốt cháy Hiđrocacbon không no có một nối đôi,

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU . 4
1. Lí do chọn đề tài 4
2. Mục đích nghiên cứu 5
3. Nhiệm vụ nghiên cứu . 5
4. Đối tượng nghiên cứu 5
5. Phương pháp nghiên cứu 5
NỘI DUNG . 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . 6
1.1. Giới thiệu về phần mềm Hyperchem phiên bản 8.03 . 6
1.2. Cơ sở của các phương pháp tính gần đúng lượng tử 8
1.2.1. Sự lược bỏ yếu tố thời gian và hiệu ứng tương đối 8
1.2.2. Sự gần đúng Born-Oppenhermer 9
1.2.3. Trường tự hợp Hartree-Fock (Hartree-Fock SCF) 10
1.2.3.1. Tích Hartree 10
1.2.3.2. Định thức Slater 11
1.2.3.3. Phương trình Hartree-Fock . 11
1.2.4. Phương trình Roothaan 13
1.3. Các phương pháp tính gần đúng . 15
1.3.1. Phương pháp AB-initio 16
1.3.2. Các phương pháp bán kinh nghiệm . 17
1.3.2.1. Phương pháp Huckel (HMO) 18
1.3.2.2. Phương pháp ZDO (Zero differential Overlap) . 18
1.3.2.3. Phương pháp CNDO (Complete Neglect
of Differential Overlap) 19
1.3.2.4. Phương pháp INDO (Intermediate
Neglect of Differential Overlap) . 20
1.3.2.5. Phương pháp MINDO (Modified Intermediate
Negelect of Differential Overlap) . 20
1.3.2.6. Phương pháp MNDO (Modified
Neglect of Diatomic Overlap) 21
1.3.2.7. Phương pháp AM1 (Austin Model 1) . 21
1.3.2.8. Phương pháp PM3 (Parametric Model 3) . 22
1.3.2.9. Phương pháp ZINDO (Zerner’s INDO) 22
1.4. Phản ứng oxi hóa Hiđrocacbon không no . 22
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1. Giá trị tính từ phần mềm 25
2.2. Nhiệt và hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học . 27
2.2.1. Nhiệt của phản ứng hóa học 27
2.2.2. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học 29
2.3. Định luật Hess 31
2.4. Thông số cấu trúc . 34
2.4.1. Độ dài liên kết 34
2.4.2. Góc liên kết 34
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
3.1. Giá trị các tham số cấu trúc 36
3.2. Phản ứng oxi hóa 37
3.2.1. Giá trị tính từ phần mềm . 37
3.2.2. Giá trị tính từ thực nghiệm . 39
KẾT LUẬN . 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 44

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Trước đây người ta quan niệm phương pháp hóa học lượng tử chỉ là mô hình lí thuyết ít có ứng dụng thực tế. Ngày nay hóa lượng tử là khoa học ứng dụng của lý thuyết cơ học lượng tử để giải thích các vấn đề trong lĩnh vực hóa học. Sự xuất hiện của hóa học lượng tử do yêu cầu phát triển nội tại của lý thuyết hóa học nhằm giải thích các quy luật đã được tích lũy lâu bằng thực nghiệm. Ngày nay hóa học lượng tử đã trở thành một trong những công cụ đắc lực trong việc khảo sát các quá trình hóa học. Hóa lượng tử có thể thực hiện được một số nghiên cứu mà thực nghiệm không thể làm được như nghiên cứu trạng thái chuyển tiếp, các hợp chất trung gian, ion, gốc tự do . có thời gian tồn tại tương đối ngắn. Hóa lượng tử còn cung cấp thông tin về nhiệt động và động học của phản ứng như: ∆G, ∆H, ∆S, hằng số tốc độ, đường phản ứng, cơ chế phản ứng [3, 13].
Trong những thập niên cuối thế kỷ 20, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật máy tính đã thúc đẩy ngành hóa học lượng tử phát triển đa dạng và nhanh chóng. Nhiều vấn đề về phản ứng hóa học có thể dự đoán trước khi tiến hành thực nghiệm. Bằng các ứng dụng cài đặt trên máy tính có tốc độ sử lý cao người ta thực hiện các bài toán hóa học lượng tử lớn dùng để khảo sát phần lớn các vấn đề hóa học, miễn là chọn được phương pháp thích hợp. Hiện nay đã có nhiều phần mềm tính hóa học lượng tử ra đời như: Mopac, Gaussian, Hyperchem [9] .Với mong muốn hiểu sâu hơn về hóa học lượng tử, hiểu thêm về các phần mềm hóa học cũng như áp dụng các phần mềm để giải quyết yêu cầu của các bài toán hóa học, em đã lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu tham số cấu trúc và hiệu ứng nhiệt phản ứng đốt cháy Hiđrocacbon không no có một nối đôi, mạch hở bằng phần mềm lượng tử Hyperchem”.
2. Mục đích nghiên cứu
Bằng phần mềm Hyperchem xác định tham số cấu trúc và hiệu ứng nhiệt phản ứng đốt cháy hiđrocacbon không no có một nối đôi, mạch hở. Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào số nguyên tử cacbon. So sánh với giá trị thực tế.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Tính toán các tham số cấu trúc, tham số lượng tử của các phân tử: O[SUB]2[/SUB], H[SUB]2[/SUB]O, CO[SUB]2[/SUB], anken bằng cách sử dụng phần mềm Hyperchem phiên bản 8.03.
4. Đối tượng nghiên cứu
Phần mềm lượng tử Hyperchem.
Các tham số cấu trúc, tham số lượng tử.
Đại lượng nhiệt động .
Hiệu ứng nhiệt phản ứng đốt cháy anken.
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu về phần mềm lượng tử Hyperchem.
Nghiên cứu tài liệu: nhiệt và hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học, Định luật Hess, các thông số cấu trúc, sử dụng phần mềm Hyperchem phiên bản 8.03 để tính toán các đại lượng liên quan:
- Tham số cấu trúc: góc, độ dài liên kết của các anken.
- Thông số nhiệt động hình thành của các phân tử: O[SUB]2[/SUB], H[SUB]2[/SUB]O, CO[SUB]2[/SUB], anken, từ các giá trị thu được từ phần mềm đánh giá được hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy.