Лабораторная работа №6 Конформационный анализ молекулы 1,2-дихлорэтана

Данная лабораторная работа состоит из двух основных этапов:

· На первом этапе с использованием процедуры сканирования проводится построение кривой зависимости энергии от угла поворота хлорметильных групп относительно связи С-С.

· На втором этапе структуры, соответствующие максимуму энергии рассчитываются как переходные состояния, для структур, лежащих в минимумах проводится оптимизация.

1. Построить молекулу 1,2-дихлорэтана, соответствующую транс-конформации (Рис. 6.1). Значение двугранного угла φ(Cl8-C1-C4-Cl7) составляет 180.0°.

Рисунок 6.1 Геометрическая структура транс-конформации молекулы 1,2-дихлорэтана

Сохранить файл как C2H4Cl2trans.gjf. Для выполнения данного задания координаты молекулярной структуры должны быть записаны в виде Z-матрицы. Для этого необходимо при сохранении файла снять отметку в Write Cartesians как это показано на Рис. 6.2.

Рисунок 6.2 Для сохранения координат молекулы в виде Z-матрицы необходимо снять отметку Write Cartesians.

2. Рассчитать файл C2H4Cl2trans.gjf в программе Gaussian 09. Для рассчета использовать следующие параметры:

# pm3 opt=(calcfc,maxcycle=512) scf=(xqc,maxcycle=512) freq nosymm

3. В программе GaussView открыть файл C2H4Cl2trans.out и сохранить его как C2H4Cl2_scan.gjf.

! Координаты молекулы как и в первом пункте должны быть записаны ввиде Z-матрицы !

4. Открываем файл C2H4Cl2_scan.gjf через текстовый редактор (Рис. 6.3).

Рисунок 6.3Входной файл для расчета сканирования вращения хлорметильной группы в молекуле 1,2-дихлорэтана

Для проведения расчета сканирования рядом со значением двугранного угла D5 нужно добавить следующую строку «s 36 10.0», как показано на Рис. 6.3. Это означает, что будет проводиться расчет полной электронной энергии при каждом изменении двугранного угла D5 с шагом 10° и количеством шагов равным 36.

Изменение двугранного угла D5 соответствует вращению одной хлорметильной группы относительно другой вокруг связи C-C.

Для проведения данного расчета необходимо использовать следующие параметры:

# pm3 opt=(z-matrix,calcfc,maxcycle=512)

scf=(xqc,maxcycle=512) nosymm

6. Для визуализации результатов расчета сканирования нужно в программе GaussView открыть файл C2H4Cl2_scan.out в Главном меню программы выбрать Results\Scan, как показано на Рис. 6.4.

Структура I на Рис. 6.4 соответствует транс-конформации, структура II– переходному состоянию из транс-конформации в гош-конформацию, структура III – гош-конфомации и структура IV – цис-конформации. Структура IV также может быть охарактеризована как переходное состояние между гош-конформациями, симметричными относительно плоскости, проходящей через три атома Cl-C-C.

6) Выбираем точки на графике Рис. 6.4, соответствующие различным конформациям и сохраняем соответственно как I.gjf, II.gjf, III.gjf и IV.gjf. Для расчета структур, отвечающих максимуму энергии, используются ключевые слова:

# pm3 opt=(ts,noeigentest,calcfc,maxcycle=512)

scf=(xqc,maxcycle=512) freq nosymm

Для расчета структур, отвечающих минимуму энергии, используются следующие ключевы слова:

# pm3 opt=(calcfc,maxcycle=512) scf=(xqc,maxcycle=512) freq nosymm

Рисунок 6.4Визуализация кривой сканирования в программе GaussView

Поиск по сайту: