Органическая химия
<<  Основные положения теории химического строения органических веществ Теоретические основы органической химии Теория отталкивания электронных пар. Стереоэлектронные эффекты и метод МО  >>
Теоретические основы органической химии Природа химической связи
Теоретические основы органической химии Природа химической связи
Теоретические основы органической химии
Теоретические основы органической химии
H – оператор Гамильтона t -время
H – оператор Гамильтона t -время
«Основная задача теоретической химии обеспечить концептуальную и
«Основная задача теоретической химии обеспечить концептуальную и
Y – собственные волновые функции
Y – собственные волновые функции
4.
4.
E = ? …
E = ? …
Метод ССП МО использует приближение ЛКАО, где в качестве базиса
Метод ССП МО использует приближение ЛКАО, где в качестве базиса
Fmn - матричные элементы матрицы Фока: Fmn = Hmn + SSPls[mnIls] -
Fmn - матричные элементы матрицы Фока: Fmn = Hmn + SSPls[mnIls] -
E = 2 Sei – SS(2Jij – Kij) + SS
E = 2 Sei – SS(2Jij – Kij) + SS
9.
9.
Гаусова типа орбитали
Гаусова типа орбитали
11.
11.
12.
12.
13.
13.
Сh2
Сh2
15.
15.
16.
16.
17.
17.
E[r] = F[r] +
E[r] = F[r] +
d(E[r] - m
d(E[r] - m
[-1/2 D2 + n(r) + nxc(r) +
[-1/2 D2 + n(r) + nxc(r) +
21.
21.
22.
22.
Квантово-химические расчеты
Квантово-химические расчеты
Метод деформации Электронной плотности
Метод деформации Электронной плотности
25.
25.
Теория резонанса
Теория резонанса
Теоретические основы органической химии Природа химической связи
Теоретические основы органической химии Природа химической связи

Презентация: «Решение задач по химии на s плотность». Автор: Бородкина ЛН. Файл: «Решение задач по химии на s плотность.ppt». Размер zip-архива: 204 КБ.

Решение задач по химии на s плотность

содержание презентации «Решение задач по химии на s плотность.ppt»
СлайдТекст
1 Теоретические основы органической химии Природа химической связи

Теоретические основы органической химии Природа химической связи

Лекция 1 (электронно-лекционный курс) Пособие разработано в рамках реализации программы развития НИУ-НГУ. Проф. Бородкин Г.И.

2 Теоретические основы органической химии

Теоретические основы органической химии

Лекция 1

Выявление законов и закономерностей химической формы движения материи (превращений органических молекул).

Число фундаментальных законов природы бесконечно (теорема Геделя). Тезис о не сводимости к квантовой механики высших форм движения материи.

3 H – оператор Гамильтона t -время

H – оператор Гамильтона t -время

Решение, если Н не зависит от времени:

Закон динамической эволюции волновой функции во времени для изолированной системы

Е - энергия

Х – совокупность переменных (пространственных и спиновых)

2.

4 «Основная задача теоретической химии обеспечить концептуальную и

«Основная задача теоретической химии обеспечить концептуальную и

терминологическую основу, что необходимо для понимания химии» (Walter Thiel, Ang. Chem. Int. 2011, 9216)

“There is nothing more practical than a good theory” (Kurt Lewin, psychogist, 1951)

5 Y – собственные волновые функции

Y – собственные волновые функции

Еэл. : Екол. : Евращ. = 1 : (me/M)1/2 : me/M

(для Н2, 1 : 1/30 : 1/900)

E – собственные значения энергий

Адиабатической приближение – колебания ядер в молекуле происходят по сравнению с движением электронов (Борн, Оппенгеймер)

3.

Молекула – бесконечно долгоживущая система

Стационарное уравнение Шредингера

6 4.

4.

Адиабатическое уравнение Шредингера

H = ha + tя

Tя – оператор кинетической энергии ядер

7 E = ? …

E = ? …

Приближение Хартри-Фока (X-Ф) (ограниченный Х-Ф, замкнутая оболочка)

Функции y выбираются так, чтобы минимизировать полную энергию системы

5.

f(1,2...2n) H f(1,2…2n)dt1dt2…dtn

8 Метод ССП МО использует приближение ЛКАО, где в качестве базиса

Метод ССП МО использует приближение ЛКАО, где в качестве базиса

разложения применяют базис атомных орбиталей fi = S cmi cm i = 1,2…n

Коэффициенты Сmi получают решением уравнения Рутана: Scmi (Fmn - ei Smn) = 0 (1)

6.

N

N

m = 1

9 Fmn - матричные элементы матрицы Фока: Fmn = Hmn + SSPls[mnIls] -

Fmn - матричные элементы матрицы Фока: Fmn = Hmn + SSPls[mnIls] -

(mnIns] (2) Интеграл перекрывания АО: Smn = ? cm(1)cn(1) dt1 (3) Hmn = ?cm(1)(-1/2D2) cn(1) dt1 + + ?cm(1)(SzA/r1A) cn(1) dt1 (4) Pls - матрица порядков связей: Pls = 2SCliCsi (5)

7.

i

l s

A

10 E = 2 Sei – SS(2Jij – Kij) + SS

E = 2 Sei – SS(2Jij – Kij) + SS

Jij = ? ?fi (1) fj (2) fi (1) fj (2) dt1dt2 (8)

Kij = ? ?fi (1) fj (2) fi (2) fj (1) dt1dt2 (9)

8.

Орбитальные энергии получают решением: I Fmn - ei Smn I = 0 (6)

Полная энергия Е:

ZAZB

(7)

RAB

Кулоновский (J) и обменный (К) интегралы:

1

r12

1

r12

i

i j

A B

11 9.

9.

Базисные АО

Слейтеровского типа орбитали

c(r,Q,F) = rn-1 e-er Ylm(Q,F)

E - эффективный заряд ядра (слейтеровская экспонента)

N,l,m – квантовые числа

DZ – дубль дзета базис = каждой валентной орбитали cоответствуют 2 функции с разными слейтеровскими экспонентами Н – 1s, 1s’

12 Гаусова типа орбитали

Гаусова типа орбитали

10.

валентная р-АО - одной GTO

Внутренняя 1s - 4-мя GTO

Валентная 2S - 3-мя GTO

P,q,s – целые числа

к 1s-АО (Н) + р-АО

к каждой р-АО + d-GTO

13 11.

11.

Поверхность потенциальной энергии - функция от ее полной энергии (за вычетом кинетической энергии ядер). Если система состоит из N ядер, то число независимых степеней свободы, определяющих ППЭ, равно (3N-6) E(q) = E(q1, q2, q3…q3N-6) [Для линейной молекулы (3N-5)].

14 12.

12.

E

II

DH

? hn

Ia

Ib

Ia

II

Ib

Координата реакции

15 13.

13.

Гессиан

Устойчивое состояние

Один член <0 – переходное состояние (седловая точка)

16 Сh2

Сh2

14.

Уравнение Шредингера –закон природы?

H2

H + H

Pollak расчет 36117.9 см-1 экспер. 36117.3 см-1

по ИКС линеен

H

130o

Ab initio

C

H

17 15.

15.

Методы Density functional theory (DFT)

Традиционные методы определения электронной структуры, в частности, метод Хартри — Фока описывают систему с помощью многоэлектронной волновой функции. Основная цель теории функционала плотности — при описании электронной подсистемы заменить многоэлектронную волновую функцию электронной плотностью.

18 16.

16.

Методы основаны на анализе распределения электронной плотности [r = f(координат)]: E = f (r) E = Et + Ev + Ej + Exc (1) где Et – кинетическая энергия электронов, Ev – потенциальная энергия (ядро-электрон) Ej – кулоновский член (е-е отталкивание), Exc – обменно-корреляционный член Exc = Ex (r) + Ec (r) обменный корреляционный функционал функционал (Becke, 1988 г.) (Perdew, Wang, Lee)

19 17.

17.

Теоремы Хоэнберга — Кона Первая теорема: существует взаимно однозначное соответствие между плотностью основного состояния электронной подсистемы, находящейся во внешнем потенциале атомных ядер, и самим потенциалом ядер. Вторая теорема: (вариационный принцип) энергия электронной подсистемы, записанная как функционал электронной плотности, имеет минимум, равный энергии основного состояния.

20 E[r] = F[r] +

E[r] = F[r] +

n(r) r(r)dr

E = E[r]

18.

P. Hohenberg, W. Kohn 1964 г.

Полная энергия (Е) – функция распределения электронной плотности, определяемой функционалом [r].

F[r] - hohenberg-kohn функционал n[r] - внешний функционал (действие поля ядер и др. Полей на электрон)

21 d(E[r] - m

d(E[r] - m

r(r)dr) = o

F[r] = T[r] + Vee [r]

19.

T[r] - функционал кинетической энергии электронов vee [r] – функционал отталкивания электронов

В соответствии с теоремой Kohn и Sham:

Электронная плотность в основном соcтоянии распределена так, что имеется минимум по энергии:

22 [-1/2 D2 + n(r) + nxc(r) +

[-1/2 D2 + n(r) + nxc(r) +

r(r) / r-r’ fi] = eifi

r(r) = S fi 2

= N(r) + df/dr(r) = const тогда:

20.

Fi - kohn-sham орбитали,

Nxc(r) - обменно-корреляционный потенциал

nxc(r) = dExc / dr(r)

23 21.

21.

10

5

-

5

-10

24 22.

22.

25 Квантово-химические расчеты

Квантово-химические расчеты

J. Phys. Chem. A, 2000, 2054

23.

26 Метод деформации Электронной плотности

Метод деформации Электронной плотности

24.

P. Coppens et al. Acta Cryst. B25, 2451 (1969)

27 25.

25.

28 Теория резонанса

Теория резонанса

26.

Последовательность и расположение атомов в резонансных структурах должна быть такой же как и в реальной структуре. 2. Число не спаренных электронов в резонансных структурах должно быть одинаковым. 3. Энергия электронов, соответствующая волновой функции, составленной из функций предельных структур, всегда меньше энергии, отвечающей любой из предельных структур.

29 Теоретические основы органической химии Природа химической связи
«Решение задач по химии на s плотность»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/reshenie-zadach-po-khimii-na-s-plotnost-260556.html
cсылка на страницу

Органическая химия

17 презентаций об органической химии
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Органическая химия > Решение задач по химии на s плотность