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
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
LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Phạm Văn
Nhiêu và Thầy TS.Vũ Việt Cƣờng đã dạy bảo, hƣớng dẫn tôi tận tình, tạo mọi điều
kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ của mình.
Tiếp theo tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo nhà trƣờng, Phòng sau
đại học, ban chủ nhiệm Khoa Hóa học, quý Thầy, Cô Khoa Hóa học, đặc biệt các
thầy, cô Bộ môn Hóa lý và Hóa lý thuyết - Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên - Đại
học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn đúng thời
hạn và tốt nhất.
Tiếp theo tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trƣờng Đại học Kinh tế
kỹ thuật công nghiệp, các phòng, ban của nhà trƣờng, Khoa Khoa học cơ bản nơi tôi
công tác đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành khóa học đúng thời hạn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình, Thầy, Cô,
bạn bè, đồng nghiệp đã luôn ủng hộ, quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành
luận văn một cách tốt nhất.
Tôi xin chân thành cám ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2015
Tác giả
Trần Thị Tuyết Mai
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
NỘI DUNG ................................................................................................................. 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 3
1.1. Cơ sở lý thuyết hóa học lƣợng tử. ........................................................................ 3
1.1.1. Phƣơng trình Schrodinger. ....................................................................... 3
1.1.2. Sự gần đúng Born – Oppenheirmer. ......................................................... 4
1.1.3. Phƣơng pháp biến phân. ........................................................................... 5
1.1.4. Thuyết trƣờng tự hợp Hartree – Fock. ..................................................... 7
1.1.5. Phƣơng trình Roothaan. ............................................................................ 9
1.2. Cơ sở của các phƣơng pháp tính gần đúng lƣợng tử.......................................... 10
1.2.1. Giới thiệu các phƣơng pháp tính gần đúng lƣợng tử. ............................. 11
1.2.1.1. Phƣơng pháp ab – initio. ..................................................................... 11
1.2.1.2. Các phƣơng pháp bán kinh nghiệm. .................................................... 12
1.2.1.3. Phƣơng pháp Huckel (HMO). ............................................................. 13
1.2.1.4. Phƣơng pháp ZDO (Zero Differential Overlap). ................................. 14
1.2.1.5. Phƣơng pháp CNDO (Complete Neglect of Differential Overlap). .... 15
1.2.1.6. Phƣơng pháp INDO (Intermediate Neglect of Differential Overlap). 15
1.2.1.7. Phƣơng pháp MINDO (Modified Intermediate Neglect of Differential
Overlap). ........................................................................................................... 15
1.2.1.8. Phƣơng pháp MNDO (Modified Neglect of Diatomic Overlap). ....... 16
1.2.1.9. Phƣơng pháp AM1 (Austin Model 1). ................................................ 16
1.2.1.10. Phƣơng pháp PM3 (Parametric Model 3). ....................................... 16
1.2.1.11. Phƣơng pháp ZINDO (Zerner‟s INDO). ........................................... 17
1.2.2. Tƣơng quan electron. ............................................................................. 17
1.2.3. Bộ hàm cơ sở. ......................................................................................... 18
1.2.3.1. Obitan kiểu Slater và kiểu Gauss (STOs và GTOs). ........................... 18
1.2.3.2. Những bộ hàm cơ sở thƣờng dùng. ..................................................... 19
1.2.4. Phƣơng pháp phiếm hàm mật độ(DFT).................................................. 21
1.2.4.1. Các định lý Hohenburg – Kohn (HK). ................................................ 21
1.2.4.2. Phƣơng pháp Kohn – Sham (KS). ....................................................... 22
1.2.4.3. Sự gần đúng mật độ khoanh vùng, ...................................................... 24
1.2.4.4. Sự gần đúng gradient tổng quát, .......................................................... 24
1.2.4.5. Phƣơng pháp hỗn hợp. ......................................................................... 25
1.2.4.6. Một số phƣơng pháp DFT thƣờng dùng. ............................................. 25
1.3. Bề mặt thế năng ( Potential Energy Surface: PES). ........................................... 26
1.3.1. Bề mặt thế năng. ..................................................................................... 26
1.3.2. Điểm yên ngựa và đƣờng phản ứng. ...................................................... 27
1.3.3. Tọa độ phản ứng thực ( Intrinsic Reaction Coordinate – IRC). ............. 28
1.4. Cơ sở lí thuyết về động hóa học. ........................................................................ 29
_Toc4372906651.4.1. Tốc độ phản ứng. .......................................................... 29
1.4.1.1. Định nghĩa. .......................................................................................... 29
1.4.1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng. ....................................... 30
1.4.2. Cơ chế phản ứng, phân tử số và bậc của phản ứng. ............................... 31
1.4.2.1. Cơ chế phản ứng. ................................................................................. 31
1.4.2.2. Phân tử số. ........................................................................................... 31
1.4.2.3. Bậc phản ứng. ...................................................................................... 33
1.4.3. Hằng số tốc độ phản ứng. ....................................................................... 35
1.4.3.1. Phản ứng bậc 1. ................................................................................... 35
1.4.3.2. Phản ứng bậc 2. ................................................................................... 35
1.4.3.3. Phản ứng bậc 3. ................................................................................... 36
1.4.4. Phƣơng pháp nghiên cứu động học của phản ứng phức tạp. .................. 36
1.4.4.1. Phƣơng pháp nồng độ dừng................................................................. 36
1.4.4.2. Phƣơng pháp giai đoạn khống chế. ..................................................... 37
1.4.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng. Năng lƣợng hoạt hóa. ... 37