5 quants / labN4 (para-dichlorobenzene)

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА-Российский технологический университет» (РТУ МИРЭА)

Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Кафедра физической химии им. Я.К. Сыркина

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4

«Расчет органической молекулы с сопряженными связями методом МОХ»

1,4-Дихлорбензол

Задание выполнили

Руководитель работы

Москва, МИТХТ 2018

1. Теоретическая часть

В основе метода Хюккеля лежат следующие представления:

2. Практическая часть

HyperChem log start -- Mon Dec 03 15:35:09 2018.

Geometry optimization, SemiEmpirical, molecule = ( para-dichlorobenzene).

MNDO

PolakRibiere optimizer

Convergence limit = 0.0010000 Iteration limit = 50

Accelerate convergence = YES

Optimization algorithm = Polak-Ribiere

Criterion of RMS gradient = 0.0010 kcal/(A mol) Maximum cycles = 180

RHF Calculation:

Singlet state calculation

Number of electrons = 42

Number of Double Occupied Levels = 21

Charge on the System = 0

Total Orbitals = 36

Starting MNDO calculation with 36 orbitals-------------

ENERGIES AND GRADIENT

Total Energy = -35343.4318471 (kcal/mol)

Total Energy = -56.323336845 (a.u.)

Binding Energy = -1285.4250211 (kcal/mol)

Isolated Atomic Energy = -34058.0068260 (kcal/mol)

Electronic Energy = -125950.5246332 (kcal/mol)

Core-Core Interaction = 90607.0927861 (kcal/mol)

Heat of Formation = 6.3029789 (kcal/mol)

Gradient = 0.0007447 (kcal/mol/Ang)

MOLECULAR POINT GROUP

D_2h point groups contain two C₂ axes perpendicular to the main rotation axis with one σ_h plane.

D2H

EIGENVALUES(eV)

Symmetry: 1 AG 1 B2U 1 B1U 2 AG 2 B1U

Eigenvalue: -42.971720 -33.896382 -33.776430 -26.358801 -25.309832

Symmetry: 1 B3G 3 AG 4 AG 3 B1U 2 B2U

Eigenvalue: -24.300937 -23.166078 -18.350288 -17.492603 -16.630634

Symmetry: 4 B1U 3 B2U 1 B3U 1 B2G 2 B3G

Eigenvalue: -15.652054 -15.216458 -14.515480 -13.828215 -13.807853

Symmetry: 5 AG 4 B2U 3 B3G 2 B3U 1 B1G

Eigenvalue: -13.571546 -12.696017 -12.597094 -12.308123 -10.139345

Symmetry: 2 B2G 3 B3U 1 AU 5 B1U 6 AG

Eigenvalue: -9.824741 -0.595614 -0.372585 0.658616 0.937129

Symmetry: 3 B2G 5 B2U 6 B1U 7 AG 4 B3G

Eigenvalue: 1.803046 3.230991 3.831054 4.072046 4.280536

Symmetry: 8 AG 5 B3G 6 B3G 7 B1U 6 B2U

Eigenvalue: 4.690954 4.740030 5.030243 5.135832 5.284352

Symmetry: 8 B1U

Eigenvalue: 5.469418

ATOMIC ORBITAL ELECTRON POPULATIONS

AO: 1 S C 1 Px C 1 Py C 1 Pz C 2 S C

1.208938 0.835130 0.901977 1.048459 1.209788

AO: 2 Px C 2 Py C 2 Pz C 3 S C 3 Px C

0.941793 0.896919 0.988572 1.209788 0.890765

AO: 3 Py C 3 Pz C 4 S C 4 Px C 4 Py C

0.947947 0.988572 1.208938 0.835130 0.901977

AO: 4 Pz C 5 S C 5 Px C 5 Py C 5 Pz C

1.048459 1.209788 0.941793 0.896919 0.988572

AO: 6 S C 6 Px C 6 Py C 6 Pz C 7 S Cl

1.209788 0.890765 0.947947 0.988572 1.981638

AO: 7 Px Cl 7 Py Cl 7 Pz Cl 8 S Cl 8 Px Cl

1.360760 1.782592 1.974398 1.981638 1.360760

AO: 8 Py Cl 8 Pz Cl 9 S H 10 S H 11 S H

1.782592 1.974398 0.915983 0.915983 0.915983

AO: 12 S H

0.915983

NET CHARGES AND COORDINATES

Atom Z Charge Coordinates(Angstrom) Mass

x y z

1 6 0.005495 -1.36313 -0.64303 -0.00000 12.01100

2 6 -0.037071 -1.37838 0.76481 0.00000 12.01100

3 6 -0.037071 -0.15966 1.46844 0.00000 12.01100

4 6 0.005495 1.05194 0.75131 0.00000 12.01100

5 6 -0.037071 1.06719 -0.65653 0.00000 12.01100

6 6 -0.037071 -0.15152 -1.36016 0.00000 12.01100

7 17 -0.099388 -2.87872 -1.51806 0.00000 35.45300

8 17 -0.099388 2.56753 1.62634 0.00000 35.45300

9 1 0.084017 -2.31921 1.31579 0.00000 1.00800

10 1 0.084017 -0.16641 2.55871 -0.00000 1.00800

11 1 0.084017 2.00802 -1.20751 -0.00000 1.00800

12 1 0.084017 -0.14478 -2.45043 -0.00000 1.00800

ATOMIC GRADIENTS

Atom Z Gradients(kcal/mol/Angstrom)

x y z

1 6 -0.00161 -0.00093 -0.00000

2 6 -0.00050 0.00079 0.00000

3 6 -0.00044 0.00083 -0.00000

4 6 0.00161 0.00093 0.00000

5 6 0.00050 -0.00079 0.00000

6 6 0.00044 -0.00083 0.00000

7 17 -0.00143 -0.00082 0.00000

8 17 0.00143 0.00082 -0.00000

9 1 0.00093 -0.00040 0.00000

10 1 -0.00012 -0.00101 0.00000

11 1 -0.00093 0.00040 -0.00000

12 1 0.00012 0.00101 -0.00000

Dipole (Debyes) x y z Total

Point-Chg. 0.000 0.000 -0.000 0.000

sp Hybrid 0.000 -0.000 0.000 0.000

pd Hybrid 0.000 0.000 0.000 0.000

Sum 0.000 0.000 0.000 0.000

HyperChem log stop -- Mon Dec 03 15:39:36 2018.

---------

Mol . Orbital	Symmetry:	Eigenvalue		n		Pz		Pz		Pz		Pz		Pz		Pz		Pz		Pz
						C		C		C		C		C		C		Cl		Cl
						1		2		3		4		5		6		7		8
26	3 B2G	1.80305	0		0.39386		-0.41353		0.41353		-0.39386		0.41353		-0.41353		-0.05353		0.05353
23	1 AU	-0.37258	0		0.00000		-0.50000		0.50000		0.00000		-0.50000		0.50000		-0.00000		-0.00000
22	3 B3U	-0.59561	0		-0.56626		0.29105		0.29105		-0.56626		0.29105		0.29105		0.09968		0.09968
21	2 B2G	-9.82474	2		0.52421		0.26811		-0.26811		-0.52421		-0.26811		0.26811		-0.28538		0.28538
20	1 B1G	-10.13934	2		-0.00000		-0.50000		-0.50000		0.00000		0.50000		0.50000		0.00000		-0.00000
19	2 B3U	-12.30812	2		-0.22010		-0.30279		-0.30279		-0.22010		-0.30279		-0.30279		0.51787		0.51787
14	1 B2G	-13.82822	2		-0.26473		-0.08434		0.08434		0.26473		0.08434		-0.08434		-0.64474		0.64474
13	1 B3U	-14.51548	2		-0.36181		-0.27131		-0.27131		-0.36181		-0.27131		-0.27131		-0.47103		-0.47103

• Заряды на атомах:

т.е. где ζ^π_{r для атома углерода=1}

ζ₁=1-(2*(-0.36181)^2+2*(-0.26473)^2+

2*(-0.22010)^2+2*(0)^2+2*(0.52421)^2+0+0+0)= -0,048457166

ζ₅= 0,011426

ζ₂= 0,011426 ζ₆= 0,011426

ζ₃= 0,011426 ζ₇= -0,97438

ζ₄= -0,04846 ζ₈= -0,97438

• Вычисление порядков связи:

p^п_sr = Σ_i ν_i (cⁱ_{r *} cⁱ_s)

Связь С₁С₂: p^п₁₂= p^п₁₆= p^п₄₃= p^п₄₅=2[(-0.36181)*(-0.27131) + (-0.26473)*(-0.08434) +

(-0.22010)*( -0.30279) + 0 + 0.524210*0.268110] = 0,655360043;.

Связь С₂С₃: p^п₂₃= p^п₅₆= 0.672589

=> наибольшие порядки => наиболее сильные связи => связи наиболее короткие

Связь С₁Сl₇: p^п₁₇₌ p^п₄₈= 0.15504

. Эти две связи более длинные.

• Определение индекса свободной валентности:

F1=F4=0,26624

F2=F3=F5=F6=0,404051