Расчет бутандиола-1,4.
Параметры |
Методы расчета |
|||
ММ+ |
mndo |
РМ3 |
Табличные данные |
|
Длина связи (Ǻ) C1−С2 С3-С2 С1−О5 О5−Н15 C1−H7 С2-Н9
Валентные углы (º) С2-С1-О5 Н15-О5-С1 О5-С1-Н7 Н8-С1-Н7 Н10-С2-Н9 Н7-С1-С2 Н9-С2-С3 Энергия обр. мал. (ккал/моль) Дипольный момент |
1.532 1.536 1.404 0.942 1.115 1.116
108.993 107.407 107.064 109.887 107.451 111.801 109.493
|
1.550 1.541 1.397 0.947 1.124 1.112
109.607 110.924 110.603 105.920 106.521 110.027 109.385
-115.323
- |
1.527 1.519 1.409 0.947 1.108 1.109
107.590 106.461 110.293 107.105 105.466 110.792 110.187
-106.355
- |
|
Длины связей С-С и С-Н, С-О, О-Н в ряду этанол, этандиол, пропандиол-1,3, бутандиол-1,4 не изменяются. Угол С-С-О, Н-О-С- также практически не изменяется.
А вот углы Н-С-Н не остаются неизменными. В этаноле при углеродном атоме, который связан с гидроксильной группой угол Н-С-Н равен 107.130 º, а при другом атоме углерода 111,911 º. И уже в этандиоле, вследствие наличия при обоих атомах углерода – ОН группы углы Н-С-Н равны 107.297 º. Т.е. уменьшение угла С-Н-С обусловлено введением гидроксильной группы. Далее у пропандиола-1,3 вследствие влияния непаделенных пар кислорода угол 928 уменьшается до 105.353 º., в тоже время как два других угла (716, 10 3 11,) остаются по 107.151º. У бутандиола-1,4 вследствие того, что непаделенные пары направлены в противоположные стороны углы Н-С-Н направленные также как и неп. пары кислорода имеют углы по 105.466 º. (10 2 9, 11 3 12) ,а ост. 107, 105 º ( 14 4 13, 8 1 7 ).
Энергия образования в ряду этанол, этандиол, пропандиол-1,3, бутандиол-1,4 увеличиваются, что свидетельствует о увеличении устойчивости соединений.
Эта тенденция подтверждается температурами кипения этих соединений.
2. Построение энергетических диаграмм (рм3)
Параметры |
Соединения |
|||
Этанол |
Этандиол |
Пропандиол-1,3 |
Бутандиол-1.4 |
|
∆Нf (ккал/моль) ВЗМО(эВ) НСМО(эВ)
|
-56.967 3.334 -10.898 |
-95.343 2.93532 -10.819 |
-100.548 2.922 -10.939 |
-106.355 2.938 -10.893 |
Энергия НСМО отрицательная, следовательно, этанол, этандиол, пропандиол-1, 3, бутандиол-1,4 – электрофиллы.
Вид НСМО для этанола
Вид ВЗМО
Вид НСМО для этандиола
Вид ВЗМО
Вид НСМО для пропандиола-1,3
Вид ВЗМО
Вид НСМО для бутандиола-1,4
Вид ВЗМО
Вклады атомных орбиталей для этанола
№ |
орбиталь |
НСМО |
ВЗМО |
С1
|
S |
0.00000 |
0.32832 |
Px |
0.00000 |
0.10368 |
|
Py |
0.00000 |
0.27814 |
|
Pz |
-0.17603 |
0.00000 |
|
С2 |
S |
-0.00000 |
-0.30690 |
Px |
-0.00000 |
0.17918 |
|
Py |
-0.00000 |
0.07305 |
|
Pz |
-0.00000 |
0.00000 |
|
О3 |
S |
0.00000 |
0.19648 |
Px |
0.00000 |
0.35056 |
|
Py |
0.00000 |
0.13201 |
|
Pz |
-0.71846 |
0.00000 |
|
H 4 |
S |
0.00000 |
0.25018 |
H5 |
S |
-0.15685 |
-0.05771 |
H6 |
S |
0.15685 |
0.05770 |
H7 |
S |
0.36184 |
0.26575 |
H8 |
S |
-0.36184 |
0.26575 |
H9 |
S |
0.37652 |
0.53202 |
Вклады атомных орбиталей для этандиола.
№ |
орбиталь |
НСМО |
ВЗМО |
С1
|
S |
0.00000 |
-0.40987 |
Px |
-0.00000 |
-0.20389 |
|
Py |
-0.00000 |
0.18459 |
|
Pz |
-0.31260 |
0.00000 |
|
С2 |
S |
-0.00000 |
0.40987 |
Px |
-0.00000 |
-0.20389 |
|
Py |
0.00000 |
-0.18459 |
|
Pz |
0.31260 |
-0.00000 |
|
О3 |
S |
0.00000 |
0.18107 |
Px |
0.00000 |
-0.29991 |
|
Py |
0.00000 |
-0.11359 |
|
Pz |
0.47309 |
-0.00000 |
|
О4 |
S |
0.00000 |
-0.18107 |
Px |
0.00000 |
-0.29991 |
|
Py |
0.00000 |
-0.11359 |
|
Pz |
-0.47309 |
-0.00000 |
|
H 4 |
S |
-0.29873 |
0.13657 |
H5 |
S |
0.29873 |
0.13657 |
H6 |
S |
0.29873 |
-0.13657 |
H7 |
S |
-0.29873 |
-0.13657 |
H8 |
S |
-0.00000 |
-0.28883 |
H9 |
S |
0.00000 |
0.00000 |
H10 |
S |
0.00000 |
-0.40987 |
Для пропандиола-1,3.
№ |
орбиталь |
НСМО |
ВЗМО |
С1
|
S |
0.00000 |
-0.37029 |
Px |
-0.00000 |
-0.16677 |
|
Py |
0.00000 |
-0.16703 |
|
Pz |
-0.25788 |
0.00000 |
|
С2 |
S |
-0.00000 |
0.36585 |
Px |
-0.00000 |
-0.24422 |
|
Py |
-0.00000 |
-0.17269 |
|
Pz |
0.27687 |
-0.00000 |
|
С3 |
S |
0.00000 |
-0.37029 |
Px |
-0.00000 |
-0.21307 |
|
Py |
0.00000 |
-0.10156 |
|
Pz |
-0.25788 |
-0.00000 |
|
О4
|
S |
0.00000 |
0.15415 |
Px |
0.00000 |
-0.25897 |
|
Py |
0.00000 |
-0.09741 |
|
Pz |
0.45129 |
0.00000 |
|
О5 |
S |
-0.00000 |
0.15415 |
Px |
-0.00000 |
-0.17816 |
|
Py |
-0.00000 |
-0.24574 |
|
Pz |
0.45130 |
-0.00000 |
|
H6 |
S |
-0.26308 |
0.12648 |
H7 |
S |
0.26308 |
0.12648 |
H8 |
S |
0.23039 |
-0.05313 |
H9 |
S |
-0.23039 |
-0.05313 |
H10 |
S |
0.26308 |
0.12648 |
H11 |
S |
-0.26308 |
0.12648 |
H12 |
S |
-0.00000 |
-0.24574 |
H13 |
S |
-0.00000 |
-0.21169 |