1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------
TRẦN THỊ TUYẾT MAI
KIỂM NGHIỆM CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
H2(k) + Br2(k)
2HBr(k)
BẰNG PHƢƠNG PHÁP TÍNH HÓA HỌC LƢỢNG TỬ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HÀ NỘI - 2015
2
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------
TRẦN THỊ TUYẾT MAI
KIỂM NGHIỆM CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
H2(k) + Br2(k)
2HBr(k)
BẰNG PHƢƠNG PHÁP TÍNH HÓA HỌC LƢỢNG TỬ
Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý
Mã số: 60440119
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHẠM VĂN NHIÊU
TS. VŨ VIỆT CƢỜNG
HÀ NỘI - 2015
3
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 7
NỘI DUNG ................................................................................................................. 9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 9
1.1. Cơ sở lý thuyết hóa học lƣợng tử. ........................................................................ 9
1.1.1. Phƣơng trình Schrodinger. ....................................................................... 9
1.1.2. Sự gần đúng Born – Oppenheirmer. ....................................................... 10
1.1.3. Phƣơng pháp biến phân. ......................... Error! Bookmark not defined.
1.1.4. Thuyết trƣờng tự hợp Hartree – Fock. ... Error! Bookmark not defined.
1.1.5. Phƣơng trình Roothaan. .......................... Error! Bookmark not defined.
1.2. Cơ sở của các phƣơng pháp tính gần đúng lƣợng tử.Error! Bookmark not
defined.
1.2.1. Giới thiệu các phƣơng pháp tính gần đúng lƣợng tử.Error! Bookmark
not defined.
1.2.1.1. Phƣơng pháp ab – initio. ..................... Error! Bookmark not defined.
1.2.1.2. Các phƣơng pháp bán kinh nghiệm. .... Error! Bookmark not defined.
1.2.1.3. Phƣơng pháp Huckel (HMO). ............. Error! Bookmark not defined.
1.2.1.4. Phƣơng pháp ZDO (Zero Differential Overlap).Error! Bookmark not
defined.
1.2.1.5. Phƣơng pháp CNDO (Complete Neglect of Differential Overlap).
.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.1.6. Phƣơng pháp INDO (Intermediate Neglect of Differential Overlap).
.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.1.7. Phƣơng pháp MINDO (Modified Intermediate Neglect of Differential
Overlap). ........................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.1.8. Phƣơng pháp MNDO (Modified Neglect of Diatomic Overlap). Error!
Bookmark not defined.
4
1.2.1.9. Phƣơng pháp AM1 (Austin Model 1). Error! Bookmark not defined.
1.2.1.10. Phƣơng pháp PM3 (Parametric Model 3).Error! Bookmark not
defined.
1.2.1.11. Phƣơng pháp ZINDO (Zerner’s INDO).Error! Bookmark not
defined.
1.2.2. Tƣơng quan electron. ............................. Error! Bookmark not defined.
1.2.3. Bộ hàm cơ sở. ......................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.3.1. Obitan kiểu Slater và kiểu Gauss (STOs và GTOs).Error! Bookmark
not defined.
1.2.3.2. Những bộ hàm cơ sở thƣờng dùng. ..... Error! Bookmark not defined.
1.2.4. Phƣơng pháp phiếm hàm mật độ(DFT).. Error! Bookmark not defined.
1.2.4.1. Các định lý Hohenburg – Kohn (HK). Error! Bookmark not defined.
1.2.4.2. Phƣơng pháp Kohn – Sham (KS). ....... Error! Bookmark not defined.
1.2.4.3. Sự gần đúng mật độ khoanh vùng, ...... Error! Bookmark not defined.
1.2.4.4. Sự gần đúng gradient tổng quát, .......... Error! Bookmark not defined.
1.2.4.5. Phƣơng pháp hỗn hợp. ......................... Error! Bookmark not defined.
1.2.4.6. Một số phƣơng pháp DFT thƣờng dùng.Error! Bookmark not
defined.
1.3. Bề mặt thế năng ( Potential Energy Surface: PES).Error! Bookmark not
defined.
1.3.1. Bề mặt thế năng. ..................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Điểm yên ngựa và đƣờng phản ứng. ...... Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Tọa độ phản ứng thực ( Intrinsic Reaction Coordinate – IRC). ..... Error!
Bookmark not defined.
1.4. Cơ sở lí thuyết về động hóa học. ........................ Error! Bookmark not defined.
_Toc4372906651.4.1. Tốc độ phản ứng. .......... Error! Bookmark not defined.
1.4.1.1. Định nghĩa. .......................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng.Error! Bookmark not
defined.
1.4.2. Cơ chế phản ứng, phân tử số và bậc của phản ứng.Error! Bookmark
not defined.
5
1.4.2.1. Cơ chế phản ứng. ................................. Error! Bookmark not defined.
1.4.2.2. Phân tử số. ........................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.2.3. Bậc phản ứng. ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.3. Hằng số tốc độ phản ứng. ....................... Error! Bookmark not defined.
1.4.3.1. Phản ứng bậc 1. ................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.3.2. Phản ứng bậc 2. ................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.3.3. Phản ứng bậc 3. ................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.4. Phƣơng pháp nghiên cứu động học của phản ứng phức tạp. .......... Error!
Bookmark not defined.
1.4.4.1. Phƣơng pháp nồng độ dừng................. Error! Bookmark not defined.
1.4.4.2. Phƣơng pháp giai đoạn khống chế. ..... Error! Bookmark not defined.
1.4.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng. Năng lƣợng hoạt hóa.
.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.5.1. Quy tắc Van't Hoff (1852-1911) ......... Error! Bookmark not defined.
1.4.5.2. Năng lƣợng hoạt hóa. .......................... Error! Bookmark not defined.
1.4.5.3. Biểu thức Areniuyt. ............................. Error! Bookmark not defined.
1.4.5.4. Xác định năng lƣợng hoạt hóa. ............ Error! Bookmark not defined.
1.4.6. Vài nét sơ lƣợc về xúc tác. ..................... Error! Bookmark not defined.
1.4.7. Thuyết phức hoạt động (Còn gọi là trạng thái chuyển tiếp). .......... Error!
Bookmark not defined.
CHƢƠNG II: HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU VÀPHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.1. Hệ chất nghiên cứu.. ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Hiđro. ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Brom. ....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.3. Hiđro bromua (HBr). ............................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu . .................................. Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Phần mềm tính toán. ................................ Error! Bookmark not defined.
2.2.1.1. Phần mềm Gaussian 09. ....................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1.2. Phần mềm Gaussview 5.0. ................... Error! Bookmark not defined.