intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu đánh giá khả năng tương tác của Etylen và dẫn xuất Đihalogen với Cacbonđioxit bằng phương pháp hóa học lượng tử

Chia sẻ: Nguyễn Thị Hiền Phúc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

53
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá độ bền của các tương tác giữa Etylen và dẫn xuất thế Đihalogen với Cacbonđioxit ở mức độ phân tử,... Vận dụng những nội dung kiến thức thu được về các loại tương tác yếu, và áp dụng vào việc giảng dạy khóa học ở bậc đại học, cao đẳng và phổ thông.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu đánh giá khả năng tương tác của Etylen và dẫn xuất Đihalogen với Cacbonđioxit bằng phương pháp hóa học lượng tử

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O<br /> Đ I H C ĐÀ N NG<br /> <br /> DƯƠNG TH ÁI LINH<br /> <br /> Công trình ñư c hoàn thành t i<br /> Đ I H C ĐÀ N NG<br /> <br /> Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. NGUY N TI N TRUNG<br /> <br /> Ph n bi n 1: PGS.TS. Võ Vi n<br /> NGHIÊN C U ĐÁNH GIÁ KH NĂNG<br /> TƯƠNG TÁC C A ETYLEN VÀ D N XU T ĐIHALOGEN<br /> V I CACBONĐIOXIT<br /> B NG PHƯƠNG PHÁP HÓA H C LƯ NG T<br /> <br /> Chuyên ngành: Hóa h u cơ<br /> Mã s : 60 44 27<br /> <br /> Ph n bi n 2: PGS.TS. Lê T H i<br /> <br /> Lu n văn ñã ñư c b o v trư c h i ñ ng ch m Lu n văn t t<br /> nghi p Th c sĩ Khoa h c h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 14<br /> tháng 11 năm 2012.<br /> <br /> TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C<br /> <br /> Đà N ng – 2012<br /> <br /> Có th tìm hi u lu n văn t i:<br /> - Trung tâm Thông tin – H c li u, Đ i h c Đà N ng<br /> - Thư vi n trư ng Đ i h c Sư ph m, Đ i h c Đà N ng<br /> <br /> 3<br /> <br /> M<br /> <br /> 4<br /> <br /> Đ U<br /> <br /> cơ ñ c h i nh vào tính không ñ c, r , có s n trong t nhiên và các ñi u<br /> <br /> 1. Lý do ch n ñ tài<br /> <br /> ki n v dung môi “m m d o”. Trong th i gian g n ñây dung môi l ng<br /> <br /> Liên k t hiñro ki u A-H···B là m t lo i tương tác không c ng hóa tr có<br /> <br /> scCO2 còn ñư c s d ng trong t ng h p hóa h c,v t li u polyme và công<br /> <br /> t m quan tr ng r t l n không ch trong lĩnh v c hóa h c mà c sinh h c,<br /> <br /> ngh x hi m. Như v y, v i dung môi CO2 ñang m ra m t hư ng m i cho<br /> <br /> hóa sinh và v t lý. Đ c bi t, liên k t hiñro d ng C-H···O có m t trong c u<br /> <br /> ngành công nghi p xanh c a th gi i. Tuy nhiên, ñ s d ng hi u qu<br /> <br /> trúc protein, ADN, ARN. Vì v y có th nói r ng “liên k t hiñro g n li n v i<br /> <br /> scCO2 và ñ nh hư ng tìm ki m v t li u “ưa CO2” thân thi n môi trư ng ñòi<br /> <br /> s s ng và các quá trình chuy n hóa”.<br /> <br /> h i t t y u ph i hi u b n ch t và ñ b n các tương tác gi a CO2 v i các h p<br /> <br /> Liên k t hiñro c ñi n hay liên k t hiñro chuy n d i ñ ñã ñư c<br /> <br /> ph n tương tác.<br /> <br /> Pauling ñưa ra. Nhìn chung, b n ch t c a liên k t hiñro chuy n d i ñ là do<br /> <br /> M t s nghiên c u lý thuy t và th c nghi m ñ hi u b n ch t tương tác<br /> <br /> tương tác tĩnh ñi n gi a H mang m t ph n ñi n tích dương và nguyên t B<br /> <br /> ñã ñư c th c hi n, ñó là tương tác c a CO2 v i CO2 và m t s h p ch t h u<br /> <br /> có ñ âm ñi n l n mang m t ph n ñi n tích âm. Thu c tính tiêu bi u c a<br /> <br /> cơ như CH4, C2H6,CH3CHO, CHF2,…Tuy nhiên b n ch t c a các tương tác<br /> <br /> lo i liên k t này là: khi liên k t hiñro hình thành, ñ dài liên k t A-H tăng<br /> <br /> v n chưa ñư c gi i thích th a ñáng, li u có t n t i liên k t hiñro ki u C-<br /> <br /> (kém b n hơn), t n s dao ñ ng hóa tr liên k t A-H gi m - d ch chuy n v<br /> <br /> H···O ñóng vai trò b tr cùng v i tương tác axit-bazơ Lewis trong vi c làm<br /> <br /> vùng sóng ñ và cư ng ñ h ng ngo i tương ng tăng so v i monome ban<br /> <br /> b n ph c hay không. Hi n nay theo hi u bi t c a chúng tôi, chưa có công<br /> <br /> ñ u. Tuy nhiên, năm 1980, Sandorfy và c ng s b ng th c nghi m ñã phát<br /> <br /> b nghiên c u v anken và d n xu t c a nó tương tác v i CO2, trong khi<br /> <br /> hi n trong dung d ch m t lo i liên k t hiñro m i có như: ñ dài liên k t A-H<br /> <br /> anken ñ c bi t etylen là nguyên li u quan tr ng ñ t ng h p cao su, ch t<br /> <br /> b rút ng n, t n s dao ñ ng hóa tr tăng - d ch chuy n v vùng sóng xanh<br /> <br /> d o như PS, PE,…Do v y vi c nghiên c u ñánh giá kh năng tương tác c a<br /> <br /> và cư ng ñ h ng ngo i c a liên k t A-H trong ph c hình thành thư ng<br /> <br /> etylen và các d n xu t th ñihalogen c a nó v i CO2 là c n thi t. Hơn n a<br /> <br /> gi m so v i monome ban ñ u. Vì v y, lo i liên k t này ñư c g i là liên k t<br /> <br /> ñ phân c c c a liên k t c ng hóa tr C-H nh hư ng như th nào ñ n m c<br /> <br /> hiñro chuy n d i xanh.<br /> <br /> ñ chuy n d i xanh t n s dao ñ ng hóa tr c a liên k t C-H khi tham gia<br /> <br /> CO2 là tác nhân chính gây ra hi u ng nhà kính và hàm lư ng CO2<br /> <br /> liên k t hiñro C-H···O trong các ph c cũng c n ñư c nghiên c u.<br /> <br /> trong khí quy n ngày càng tăng do quá trình công nghi p hóa. Tuy nhiên,<br /> <br /> Xu t phát t nh ng yêu c u và tính c p thi t nêu trên, chúng tôi ch n ñ tài<br /> <br /> CO2 có nhi u ng d ng quan tr ng trong hóa h c và công nghi p, ñ c bi t<br /> <br /> nghiên c u: “Nghiên c u ñánh giá kh năng tương tác c a etylen và d n<br /> <br /> o<br /> <br /> là CO2 l ng siêu t i h n (nhi t ñ trên 31 C, áp su t 73,8 bar). Hi n t i công<br /> <br /> xu t ñihalogen v i cacbonñioxit b ng phương pháp hóa h c lư ng t ”.<br /> <br /> ngh siêu t i h n v i vi c dùng dung môi CO2 ñ tách, chi t các s n<br /> <br /> 2. M c tiêu nghiên c u<br /> <br /> ph m,..ñang r t phát tri n và ñư c s d ng<br /> <br /> nhi u qu c gia trên th gi i,<br /> <br /> trong ñó có Vi t Nam (Vi n Hóa h c Công nghi p ñã nh p công ngh này<br /> vào năm 2010). Vi c s d ng dung môi scCO2 thay th các dung môi h u<br /> <br /> - Đánh giá ñ b n c a các tương tác gi a etylen và d n xu t th<br /> ñihalogen (C2H2X2, X = F, Cl, Br) v i cacbonñioxit<br /> <br /> m c ñ phân t .<br /> <br /> 5<br /> <br /> 6<br /> <br /> - Trên cơ s h nghiên c u, cung c p b ng ch ng cho s t n t i liên k t<br /> hiñro, tương tác axit- bazơ Lewis và các tương tác khác<br /> <br /> m c ñ phân t<br /> <br /> 6. T ng quan tài li u nghiên c u<br /> Trên th gi i vi c nghiên c u lý thuy t v tương tác c a các ch t v i<br /> CO2 cũng như kh năng hòa tan trong scCO2 ñã và ñang ñư c nghiên c u<br /> <br /> khi s d ng CO2 làm dung môi.<br /> - Góp ph n hi u b n ch t liên k t hiñro chuy n d i xanh, ñ c bi t liên<br /> k t hiñro chuy n d i xanh d ng C-H···O.<br /> <br /> sâu r ng. Đ c bi t công ngh s d ng scCO2 ñư c ng d ng r ng rãi trong<br /> các ngành công nghi p như ch t o polyme, trong tách chi t cafein.<br /> <br /> - Xem xét ñ phân c c liên k t C-H tham gia liên k t hiñro trong<br /> <br /> M t khác, liên k t hiñro ki u A-H···B là m t tương tác y u r t quan<br /> <br /> monome ban ñ u nh hư ng như th nào ñ n m c ñ rút ng n liên k t C-H,<br /> <br /> tr ng trong hóa h c, sinh h c, v t lý và k c y h c. Đ c bi t, t m quan<br /> <br /> tăng t n s dao ñ ng hóa tr khi ph c hình thành.<br /> <br /> tr ng c a liên k t hiñro ki u C-H···O giúp cho các nhà khoa h c hi u rõ hơn<br /> <br /> - V n d ng nh ng n i dung ki n th c thu ñư c v các lo i tương tác<br /> y u, và áp d ng vào vi c gi ng d y hóa h c<br /> <br /> b c ñ i h c, cao ñ ng và ph<br /> <br /> v các quá trình hóa h c, s s p x p c u trúc các ñ i phân t ,... Năm 1931,<br /> Pauling ñã ñưa ra khái ni m v liên k t hiñro c ñi n (hay còn g i liên k t<br /> <br /> thông.<br /> <br /> hiñro chuy n d i ñ ). Theo ñó, khi hình thành liên k t hiñro, liên k t A-H<br /> <br /> 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u<br /> <br /> b y u ñi, kéo dài liên k t và chuy n d i ñ t n s dao ñ ng hóa tr . Cho ñ n<br /> <br /> Nghiên c u lý thuy t v liên k t hiñro, tương tác axit-bazơ Lewis, ñánh<br /> <br /> năm 1980 b ng nhi u k t qu nghiên c u lý thuy t và th c nghi m,<br /> <br /> ñihalogen v i<br /> <br /> Sandorfy và c ng s ñã phát hi n ra liên k t hiñro m i có nhi u thu c tính<br /> <br /> giá kh<br /> <br /> năng tương tác c a etylen và d n xu t th<br /> <br /> cacbonñioxit.<br /> <br /> trái ngư c v i liên k t hiñro c ñi n là có s rút ng n liên k t, và chuy n<br /> <br /> 4. Phương pháp nghiên c u<br /> <br /> d i xanh t n s dao ñ ng hóa tr khi ph c hình thành. Liên k t hiñro này<br /> <br /> - S d ng ph n m m Gaussian 03 (phiên b n E.01), s d ng phương<br /> <br /> ñư c g i là liên k t hiñro chuy n d i xanh. Sau ñó, ngư i ñ t n n móng cho<br /> <br /> pháp MP2 v i b hàm cơ s aug-cc-pVDZ và phương pháp CCSD(T) v i<br /> <br /> s nghiên c u v lo i liên k t hiñro m i này là giáo sư Hobza. T ñó, nhi u<br /> <br /> b hàm cơ s aug-cc-pVTZ.<br /> <br /> nghiên c u v lý thuy t và c th c nghi m v liên k t hiñro chuy n d i<br /> <br /> - S d ng các công c phân tích như AIM và NBO t i m c lý thuy t<br /> MP2/aug-cc-pVDZ.<br /> 5. B c c c a lu n văn<br /> Lu n văn g m 103 trang, trong ñó có 24 b ng và 15 hình. Ph n m<br /> <br /> xanh cũng như các tương tác khác ñang ñư c chú tr ng và tri n khai.<br /> Vi t Nam, vi c nghiên c u s d ng dung môi scCO2 ñ tách các lo i<br /> tinh d u quí như tách tinh d u tiêu, qu , tr m,… m i ñư c tri n khai và ti n<br /> hành t i Vi n Công nghi p Hóa h c (S Khoa h c và Công ngh TP. H<br /> <br /> ñ u (6 trang), k t lu n và ki n ngh (3 trang), danh m c tài li u tham kh o<br /> <br /> Chí Minh), Vi n Dư c li u. Các nghiên c u lý thuy t v tương tác gi a các<br /> <br /> (5 trang). N i dung c a lu n văn chia làm 3 chương: chương 1 Cơ s lý<br /> <br /> ch t v i CO2, trên cơ s ñó ñánh giá kh năng hòa tan trong scCO2 cũng<br /> <br /> thuy t hóa lư ng t (22 trang), chương 2 Liên k t hiñro, thuy t axit-bazơ<br /> <br /> chưa ñư c nghiên c u nhi u. Hơn n a, vi c nghiên c u v liên k t hiñro<br /> <br /> Lewis và h ch t nghiên c u (14 trang), chương 3 K t qu và th o lu n (53<br /> <br /> chuy n d i xanh cũng như các tương tác y u quan tr ng khác cũng ñang<br /> <br /> trang).<br /> <br /> ñư c tri n khai.<br /> <br /> 7<br /> CHƯƠNG 1<br /> CƠ S<br /> <br /> LÍ THUY T HÓA H C LƯ NG T<br /> <br /> 8<br /> 1.7.4. Phương pháp tương tác c u hình (Configuration Interaction<br /> – CI)<br /> <br /> 1.1. PHƯƠNG TRÌNH SCHRODINGER<br /> <br /> 1.7.5. Phương pháp chùm tương tác (CC)<br /> <br /> 1.2. NGUYÊN LÍ KHÔNG PHÂN BI T CÁC H T Đ NG NH T. MÔ<br /> <br /> 1.7.6. Thuy t phi m hàm m t ñ (Density Functional Theory –<br /> <br /> HÌNH H T Đ C L P (S<br /> <br /> G N ĐÚNG BORN-OPPENHEIMER)<br /> <br /> DFT)<br /> <br /> 1.2.1. Nguyên lí không phân bi t các h t ñ ng nh t<br /> <br /> a. Các ñ nh lý Hohenberg-Kohn<br /> <br /> 1.2.2. Mô hình h t ñ c l p (s g n ñúng Born-Oppenheimer)<br /> <br /> b. Các phương trình Kohn-Sham<br /> <br /> 1.3. NGUYÊN LÍ PH N Đ I X NG HAY NGUYÊN LÝ LO I TR<br /> <br /> 1.8. SAI S<br /> <br /> PAULI<br /> <br /> 1.9. THUY T AIM<br /> <br /> 1.4. HÀM SÓNG C A H NHI U ELECTRON<br /> <br /> 1.10. OBITAN PHÂN T<br /> <br /> 1.5. C U HÌNH VÀ TR NG THÁI SPIN ELECTRON<br /> <br /> (OBITAN T<br /> <br /> 1.6. B<br /> <br /> (OBITAN NGUYÊN T<br /> <br /> HÀM CƠ S<br /> <br /> 1.6.1. Obitan ki u Slater và Gaussian<br /> <br /> DO CH NG CH T B<br /> <br /> CƠ S<br /> <br /> (BSSE)<br /> <br /> KHU TRÚ (LMO), OBITAN THÍCH H P<br /> <br /> NHIÊN) (NO), OBITAN NGUYÊN T<br /> T<br /> <br /> THÍCH H P<br /> <br /> NHIÊN) (NAO) VÀ OBITAN LIÊN K T<br /> <br /> THÍCH H P (OBITAN LIÊN K T T<br /> <br /> NHIÊN) (NBO)<br /> <br /> 1.6.2. M t s khái ni m v b hàm cơ s<br /> <br /> 1.10.1. Obitan phân t khu trú<br /> <br /> 1.6.3. Phân lo i b hàm cơ s<br /> <br /> 1.10.2. Obitan thích h p (obitan t nhiên), obitan nguyên t thích<br /> <br /> 1.7. CÁC PHƯƠNG PHÁP G N ĐÚNG HOÁ H C LƯ NG T<br /> 1.7.1. S tính bán kinh nghi m<br /> <br /> h p (obitan nguyên t t nhiên) và obitan liên k t thích h p (obitan<br /> liên k t t nhiên)<br /> <br /> 1.7.2. Phương pháp Hartree–Fock và phương trình Roothaan.<br /> CHƯƠNG 2<br /> <br /> Tương quan năng lư ng electron<br /> a. Phương pháp trư ng t h p Hartree-Fock (HF)<br /> <br /> LIÊN K T HIĐRO, THUY T AXIT- BAZƠ LEWIS<br /> VÀ H CH T NGHIÊN C U<br /> <br /> b. Phương trình Roothaan<br /> 1.7.3. Phương pháp nhi u lo n<br /> a. Lí thuy t nhi u lo n cho bài toán không suy bi n<br /> b. Lí thuy t nhi u lo n cho bài toán suy bi n<br /> <br /> 2.1. T NG QUAN V LIÊN K T HIĐRO<br /> 2.1.1. T m quan tr ng c a liên k t hiñro<br /> 2.1.2. Khái ni m và phân lo i liên k t hiñro<br /> a. Khái ni m<br /> b. S phân lo i liên k t hiñro<br /> <br /> 9<br /> <br /> 10<br /> <br /> 2.1.3. Liên k t hiñro chuy n d i ñ (Red-Shifting Hydrogen Bond)<br /> và liên k t hiñro chuy n d i xanh (Blue-Shifting Hydrogen Bond)<br /> 2.2. THUY T AXIT-BAZƠ LEWIS<br /> 2.2.1. Axit, bazơ và ph n ng axit-bazơ theo Lewis<br /> cis-ñihalogen<br /> <br /> 2.2.2. M t s lo i axit Lewis thư ng g p<br /> <br /> trans-ñihalogen<br /> <br /> ñihalogen<br /> <br /> Hình 3.2. C u trúc c a các d n xu t ñihalogen (C2H2X2, X = F, Cl, Br) (t i<br /> <br /> 2.2.3. L c axit-bazơ Lewis<br /> <br /> MP2/aug-cc-pVDZ)<br /> <br /> 2.2.4. Ý nghĩa, t m quan tr ng c a thuy t axit-bazơ Lewis<br /> 2.3. PHƯƠNG PHÁP TH C NGHI M VÀ LÝ THUY T NGHIÊN<br /> <br /> Cacbon ñioxit (CO2)<br /> <br /> C U LIÊN K T HIDRO<br /> 2.3.1. Phương pháp th c nghi m<br /> Hình 3.3. C u trúc c a CO2 (t i MP2/aug-cc-pVDZ)<br /> <br /> 2.3.2. Phương pháp lý thuy t<br /> <br /> K t qu ñ t ñư c, so sánh v i k t qu th c nghi m cho th y, m c lý<br /> <br /> 2.4. H CH T NGHIÊN C U<br /> 2.4.1. Gi i thi u chung h ch t nghiên c u<br /> H tương tác gi a etylen và d n xu t ñihalogen (C2H2X2, X= F, Cl,<br /> Br) v i dung môi CO2 siêu t i h n trong pha khí ñư c ch n ñ nghiên c u.<br /> 2.4.2. Phương pháp nghiên c u<br /> <br /> thuy t ñư c ch n MP2/aug-cc-pVDZ khá tin c y và h p lí cho vi c xem xét<br /> h nghiên c u.<br /> 3.2. TƯƠNG TÁC GI A ETYLEN V I CACBONĐIOXIT<br /> 3.2.1. C u trúc hình h c và năng lư ng tương tác<br /> T t c các ph c ñ u có nhóm ñi m ñ i x ng C2v.<br /> <br /> CHƯƠNG 3<br /> K T QU VÀ TH O LU N<br /> 3.1. K T QU T I ƯU M T S<br /> <br /> MONOME BAN Đ U<br /> <br /> Etylen:<br /> <br /> Hình 3.4. D ng hình h c t i ưu c a ph c gi a etylen và CO2 t i m c lý<br /> thuy t MP2/aug-cc-pVDZ (ñơn v ñ dài là Å)<br /> Kho ng cách tương tác H···O<br /> <br /> các ph c P1 và P2 l n lư t là 2,72 Å và<br /> <br /> 2,87 Å, ñ u x p x ho c l n hơn t ng bán kính van der Waals c a H và O<br /> (2,72 Å).<br /> Hình 3.1. C u trúc c a etylen (t i MP2/aug-cc-pVDZ)<br /> D n xu t ñihalogen (C2H2X2, X = F, Cl, Br)<br /> <br /> ph c P1 và P2 ñ b n ph c là do liên k t hiñro C-H···O quy t<br /> <br /> ñ nh. Trong khi ñó, ñ b n c a ph c P3 là do tương tác axit-bazơ ki u<br /> p···π* và tương tác π···π gi a hai phân t CO2 và C2H4 trong ph c ñóng góp.<br /> B ng 3.3. Năng lư ng tương tác c a các ph c gi a etylen v i CO2 (ñơn v kJ.mol-1)<br /> <br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0