Исследование изменений кислотных свойств в ряду этанол, этандиол, пропандиол-1,3, бутандиол-1,4.

Цель: проследить изменение геометрических и энергетических параметров и, как следствие, реакционной способности ряда, а. и. кислотных свойств в ряду этанол, этандиол, пропандиол-1,3, бутандиол-1,4 .

Выбор метода на основе экспериментальных данных:

Соединение	Параметры	Методы расчета								Табличные данные
		Молекулярной механики	Полуэмпирические
		ММ+	CNDO	MNDO	INDO	MINDO3	MINDO/d	AM1	РМ3
ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ	Длина связи (в Ǻ) C1−С2 C1−H5 С2−О3 О3−Н9	1.529 1.114 1.404 0.942	1.464 1.119 1.376 1.032	1.539 1.094 1.396 0.947	1.466 1.112 1.378 1.036	1.492 1.112 1.350 0.951	1.539 1.108 1.396 0.947	1.512 1.116 1.419 0.964	1.518 1.109 1.409 0.948	1.54 1.09 1.48±0,04
	Угол (в градуса Н6−С1−4Н С1−C2−3О	107.104 108.870	107.104 110.381	107.847 110.335	106.979 109.743	105.085 110.335	107.842 1110.335	109.235 107.336	107.716 107.845	109.5 109.5±3
	Энергия образо- вания (Ккал /моль)		-1190.766	-63.064	-1123.254	-64.286	-63.0648650	-62.771	-56.967	- 56.24

Сравнивая результаты эксперимента с данными полученными в результате расчетов различными методами, можно сделать вывод, что наиболее близкие к табличным данным результаты нам дают методы: MM⁺(из методов молекулярной механики), MNDOи РМ3 (из полуэмпирических).

Метод ММ+ разрабатывался для органических молекул. Он учитывает потенциальные поля, формируемыми всеми атомами рассчитываемой системы и позволяет гибко модифицировать параметры расчета в зависимости от конкретной задачи, что делает его, с одной стороны, наиболее общим, а с другой – резко увеличивает необходимые ресурсы по сравнению с другими методами молекулярной механики.

MNDO один из наиболее точных методов. Позволяет проводить расчеты электронной и атомной структур органических молекул, атомы которых находятся в 1-й и 2-й гл. подгруппах. Этот метод позволяет получить неплохие результаты для молекул спиртов при расчете геометрических параметров и электронных характеристик системы.

PМ3 также показал неплохие результаты по геометрии молекул спиртов и хорошо просчитал распределение зарядов в молекулах, а так же теплоту образования и дипольный момент молекул. Метод РМ3 является версией метода АМ1. РМ3 отличается от АМ1 только величиной параметров. Параметры для РМ3 были получены сравнением большого числа и вида экспериментов с результатами расчётов. Как правило, не ковалентные взаимодействия в методе РМ3 являются менее расталкивающими, чем в АМ1. РМ3 первоначально предназначался для расчёта органических молекул, но потом он был также параметризован и для ряда других групп элементов, в частности и для переходных металлов.

Точность проводимых расчетов составляет 0.02 А для длины связей и 2º для валентных углов.

Расчеты ряда: этанола, этандиола, пропандиола-1,3, бутандиола-1,4.

Общий вид с нумерацией атомов

Этанола.

Этандиол.

Пропандиол-1,3.

Бутандиол-1,4.

Интерпретация полученных результатов