Luận án nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O
Luận án NCS: Nghiên cứu chuyên sâu phân loại cảm xúc văn bản tiếng Việt. Đề xuất phương pháp mới, tối ưu hóa hiệu quả.
Luan An
Doctoral Dissertation
Năm xuất bản
Số trang
167
Thời gian đọc
26 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- Tính ổn định tương tác phân tử hữu cơ với CO2, H2O
- Số trang:
- 167 trang
- Trường:
- Trường Đại học Quy Nhơn
- Chuyên ngành:
- Theoretical and Physical Chemistry
- Tác giả:
- Phan Dang Cam Tu
- Năm:
- 2022
Tóm tắt nội dung luận án
I.Tính ổn định tương tác phân tử hữu cơ với CO2 H2O
Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá tính ổn định của các tương tác phân tử giữa các hợp chất hữu cơ chức năng với carbon dioxide (CO2) và nước (H2O). Việc tìm hiểu tính ổn định phân tử là rất quan trọng để dự đoán hành vi của các hệ hóa học. Tài liệu này khám phá các yếu tố cấu trúc và năng lượng ảnh hưởng đến độ bền của các phức chất liên phân tử. Sự ổn định của các phức chất này được xác định thông qua phân tích năng lượng tương tác và các đặc tính cấu trúc hình học tối ưu. Các tương tác yếu, như liên kết hydro và lực van der Waals, đóng vai trò chủ đạo trong việc hình thành và ổn định các phức chất này. Nghiên cứu cũng xem xét sự ảnh hưởng của số lượng phân tử CO2 và H2O đối với tính ổn định tổng thể của hệ thống. Hiểu biết về tính ổn định giúp đưa ra cái nhìn sâu sắc về các ứng dụng tiềm năng, chẳng hạn như trong quá trình hấp phụ khí hoặc trong các hệ thống sinh học. Phân tích này là nền tảng để dự đoán khả năng phản ứng và các đặc tính vật lý của các phân tử hữu cơ khi tương tác với môi trường xung quanh.
1.1. Khảo sát cấu trúc hình học và năng lượng tương tác
Cấu trúc hình học của các phức chất liên phân tử được xác định chi tiết. Việc này bao gồm tối ưu hóa cấu trúc để tìm ra trạng thái năng lượng thấp nhất. Năng lượng tương tác giữa phân tử hữu cơ và CO2/H2O được tính toán kỹ lưỡng. Các giá trị năng lượng này cung cấp một thước đo định lượng về độ bền của tương tác. Năng lượng tương tác càng âm, phức chất càng ổn định. Phân tích các thành phần năng lượng giúp hiểu rõ hơn về bản chất của lực hút. Các yếu tố như sự phân bố điện tích và hình dạng phân tử ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và năng lượng. Việc xác định các điểm liên kết ưa thích cũng là một phần quan trọng của phân tích cấu trúc. Các phức chất có cấu trúc hình học tối ưu thường thể hiện tính ổn định cao nhất. Các kết quả này hỗ trợ việc hiểu rõ hơn về cách thức các phân tử này sắp xếp trong không gian và tại sao chúng lại tương tác theo một cách cụ thể.
1.2. Phân tích liên kết hydro và lực van der Waals
Liên kết hydro là một loại tương tác yếu nhưng quan trọng, thường hình thành khi có sự hiện diện của H2O. Tài liệu này đi sâu vào phân tích sự hình thành và độ mạnh của các liên kết hydro trong các phức chất. Lực van der Waals cũng được xem xét kỹ lưỡng, đặc biệt khi tương tác với CO2 hoặc khi liên kết hydro không phải là yếu tố chi phối. Các phương pháp như phân tích NBO (Natural Bond Orbital) và AIM (Atoms in Molecules) được sử dụng để xác định sự hiện diện và đặc tính của các loại liên kết này. NBO giúp định lượng sự chuyển giao điện tích và mức độ cộng hóa trị của liên kết. AIM cho phép phân tích mật độ điện tử tại các điểm tới hạn liên kết, cung cấp bằng chứng trực tiếp về tương tác. Việc phân biệt và định lượng đóng góp của liên kết hydro và lực van der Waals là cần thiết để hiểu bản chất thực sự của tương tác phân tử. Những phân tích này giúp làm sáng tỏ các cơ chế liên kết cơ bản và ảnh hưởng của chúng đến tính ổn định phân tử.
II.Cơ chế tương tác chức năng phân tử hữu cơ với khí
Nghiên cứu này tập trung vào việc làm sáng tỏ cơ chế tương tác ở cấp độ phân tử giữa các hợp chất hữu cơ chức năng với CO2 và H2O. Hiểu biết về cơ chế tương tác là chìa khóa để thiết kế các vật liệu mới hoặc tối ưu hóa các quy trình hiện có. Phân tử hữu cơ với các nhóm chức khác nhau sẽ thể hiện các kiểu tương tác khác nhau. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp hóa học lượng tử để khám phá chi tiết cách CO2 và H2O tương tác với các vị trí cụ thể trên phân tử hữu cơ. Các kiểu tương tác này có thể bao gồm liên kết hydro, lực van der Waals, hoặc thậm chí là tương tác chuyển điện tích yếu. Sự khác biệt trong cơ chế tương tác giải thích sự đa dạng về tính ổn định và khả năng phản ứng. Các phân tích định lượng về sự thay đổi của mật độ điện tử và tần số dao động cung cấp thông tin quý giá về bản chất của các tương tác này. Việc xác định rõ ràng cơ chế tương tác là cần thiết cho các ứng dụng thực tế, từ hấp phụ khí đến xúc tác.
2.1. Ảnh hưởng của CO2 và H2O đến phân tử hữu cơ
Sự hiện diện của CO2 và H2O gây ra những thay đổi đáng kể trong cấu trúc và tính chất điện tử của phân tử hữu cơ. Nghiên cứu khảo sát cách các phân tử khí này làm thay đổi hình dạng, độ dài liên kết và sự phân bố điện tích trong các phân tử hữu cơ như dimethyl sulfoxide, acetone, và methanol. Các phân tích chỉ ra rằng CO2 và H2O có thể hoạt động như các tác nhân chấp hoặc cho điện tử, tùy thuộc vào bản chất của nhóm chức trên phân tử hữu cơ. Sự tương tác này thường dẫn đến sự phân cực của các liên kết trong phân tử hữu cơ, ảnh hưởng đến các đặc tính vật lý và hóa học của chúng. Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào cường độ tương tác và số lượng phân tử khí liên kết. Hiểu rõ ảnh hưởng này là quan trọng để dự đoán hành vi của các hệ thống phức tạp hơn, ví dụ như trong dung môi hoặc trong điều kiện khí quyển.
2.2. Nghiên cứu các chế độ dao động và phân tích NBO
Các chế độ dao động của phân tử cung cấp thông tin chi tiết về các liên kết hóa học và tương tác liên phân tử. Sự thay đổi trong tần số dao động của các nhóm chức cụ thể, chẳng hạn như nhóm OH hoặc C=O, là chỉ dấu rõ ràng cho sự hình thành của liên kết hydro hoặc các tương tác yếu khác. Phân tích NBO (Natural Bond Orbital) được sử dụng để định lượng sự chuyển giao điện tích giữa các phân tử tương tác. NBO giúp xác định các tương tác cho-nhận điện tử yếu và mức độ của chúng, cung cấp cái nhìn sâu sắc về bản chất cộng hóa trị và ion của các liên kết. Những kết quả này hỗ trợ việc xác định các vị trí tương tác ưu tiên và mức độ ảnh hưởng của tương tác đến tính chất hóa học của hệ thống. Phân tích này củng cố sự hiểu biết về cơ chế liên kết và sự ổn định của các phức chất.
III.Hấp phụ khí và độ hòa tan của phân tử hữu cơ chính
Phần này tập trung vào các ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu tương tác phân tử, đặc biệt là trong lĩnh vực hấp phụ khí và độ hòa tan. Khả năng hấp phụ khí CO2 của các phân tử hữu cơ là một chủ đề quan trọng, có ý nghĩa đối với công nghệ thu giữ carbon. Các phức chất ổn định được hình thành giữa phân tử hữu cơ và CO2 cho thấy tiềm năng hấp phụ khí. Nghiên cứu đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hấp phụ, bao gồm cấu trúc phân tử, nhóm chức, và số lượng phân tử CO2 tương tác. Độ hòa tan của các phân tử hữu cơ trong nước cũng được xem xét, dựa trên tính chất và cường độ của tương tác liên kết hydro. Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp tối ưu hóa thiết kế vật liệu và quy trình để đạt được hiệu suất hấp phụ hoặc hòa tan mong muốn. Các kết quả cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng ứng dụng của các hợp chất hữu cơ trong các lĩnh vực như làm sạch khí hoặc công nghệ dung môi.
3.1. Đánh giá khả năng hấp phụ khí CO2 của hợp chất
Khả năng hấp phụ khí CO2 của các hợp chất hữu cơ như ethanol và dimethyl sulfide được đánh giá dựa trên năng lượng tương tác và tính ổn định của các phức chất hình thành. Các nghiên cứu chỉ ra rằng một số phân tử hữu cơ có tiềm năng cao trong việc thu giữ CO2 do tạo ra các liên kết tương tác tương đối mạnh. Các yếu tố như sự hiện diện của các nguyên tử mang điện âm (ví dụ: oxy, lưu huỳnh) hoặc các vị trí mang điện dương cục bộ đóng vai trò quan trọng trong việc thu hút CO2. Phân tích cho thấy cách CO2 liên kết với các vị trí cụ thể trên phân tử hữu cơ, xác định các điểm hấp phụ tối ưu. Sự hiểu biết này là nền tảng cho việc phát triển các vật liệu hấp phụ khí CO2 hiệu quả và bền vững hơn, góp phần vào các giải pháp giảm thiểu biến đổi khí hậu.
3.2. Tương tác hợp tác và năng lượng liên kết phức tạp
Khi nhiều phân tử CO2 hoặc H2O tương tác với một phân tử hữu cơ, hiện tượng tương tác hợp tác (cooperativity) có thể xảy ra. Điều này có nghĩa là năng lượng tương tác tổng thể không chỉ là tổng của các tương tác riêng lẻ. Sự hình thành một liên kết có thể làm tăng cường hoặc làm suy yếu các liên kết khác. Nghiên cứu phân tích năng lượng hợp tác để hiểu rõ hiệu ứng này. Các kết quả chỉ ra rằng trong nhiều trường hợp, sự hiện diện của một phân tử khí bổ sung có thể làm tăng đáng kể độ bền của phức chất. Việc định lượng các thành phần năng lượng tương tác, bao gồm lực tĩnh điện, phân tán và phân cực, cung cấp cái nhìn toàn diện về bản chất của các tương tác này. Hiệu ứng hợp tác rất quan trọng trong việc dự đoán hành vi của các hệ thống đa phân tử và tối ưu hóa các điều kiện hấp phụ hoặc độ hòa tan.
IV.Phương pháp hóa học lượng tử cho phân tích tương tác
Nghiên cứu sử dụng rộng rãi các phương pháp hóa học lượng tử tiên tiến để mô hình hóa và phân tích các tương tác phân tử. Hóa học lượng tử cung cấp một khung lý thuyết mạnh mẽ để nghiên cứu tính chất của các nguyên tử và phân tử ở cấp độ điện tử. Các phương pháp này cho phép tính toán chính xác cấu trúc hình học, năng lượng tương tác và các đặc tính điện tử khác mà không cần thực nghiệm. Việc áp dụng các phương pháp tính toán như Lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) và các phương pháp hậu Hartree-Fock là trung tâm của nghiên cứu. Các phương pháp này được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo độ chính xác cao trong việc mô tả các tương tác không cộng hóa trị. Hóa học lượng tử là công cụ không thể thiếu để khám phá bản chất và tính ổn định của tương tác chức năng giữa các phân tử hữu cơ với CO2 và H2O. Các kết quả tính toán cung cấp thông tin chi tiết mà thực nghiệm khó có thể thu được.
4.1. Nền tảng lý thuyết và các phương pháp tính toán
Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết vững chắc của hóa học lượng tử. Các phương pháp chính được sử dụng bao gồm phương pháp Hartree-Fock, các phương pháp hậu Hartree-Fock và Lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). DFT đặc biệt hiệu quả trong việc xử lý các hệ thống lớn hơn và thường được sử dụng để tối ưu hóa cấu trúc và tính toán năng lượng. Các bộ hàm cơ sở (basis set) phù hợp được lựa chọn để mô tả chính xác các obitan điện tử. Các kỹ thuật đặc biệt cũng được áp dụng để xử lý lỗi chồng chập bộ hàm cơ sở (BSSE), đảm bảo rằng năng lượng tương tác được tính toán một cách đáng tin cậy. Việc lựa chọn phương pháp và bộ hàm cơ sở phù hợp là rất quan trọng để đạt được kết quả chính xác và có ý nghĩa hóa học. Nền tảng lý thuyết vững chắc này cho phép nghiên cứu khám phá các chi tiết phức tạp của tương tác liên phân tử.
4.2. Ứng dụng công cụ phân tích NBO AIM SAPT
Để phân tích sâu hơn bản chất của tương tác, nghiên cứu ứng dụng một số công cụ phân tích lượng tử. Lý thuyết obitan liên kết tự nhiên (NBO) được sử dụng để phân tích sự chuyển giao điện tích giữa các phân tử và định lượng mức độ đóng góp của các tương tác cho-nhận điện tử. NBO cũng giúp xác định các liên kết yếu và không liên kết. Lý thuyết nguyên tử trong phân tử (AIM) được sử dụng để xác định các điểm tới hạn liên kết, mật độ điện tử tại các điểm này, và chứng minh sự tồn tại của các liên kết hydro và các tương tác yếu khác. Lý thuyết nhiễu loạn đối xứng thích nghi (SAPT) cho phép phân tích năng lượng tương tác thành các thành phần vật lý riêng biệt như lực tĩnh điện, phân tán, cảm ứng và trao đổi. Các công cụ này cung cấp một cái nhìn toàn diện và sâu sắc về bản chất vật lý của các tương tác liên phân tử, giúp giải thích tính ổn định và cơ chế liên kết.
V.Phân tích tương tác cụ thể của phân tử hữu cơ chức năng
Phần này trình bày các kết quả nghiên cứu chi tiết về tương tác của các phân tử hữu cơ chức năng cụ thể với CO2 và H2O. Các phân tử được chọn đại diện cho các nhóm chức khác nhau, bao gồm sulfoxide, ketone, alcohol, thiol, và ether. Việc nghiên cứu từng hệ thống riêng lẻ giúp làm nổi bật sự khác biệt trong tính ổn định và cơ chế tương tác do bản chất của nhóm chức. Các phân tích bao gồm cấu trúc hình học, năng lượng tương tác, phân tích NBO, AIM, và các chế độ dao động. Sự tương tác của các phân tử này với một hoặc nhiều phân tử CO2/H2O được khám phá, làm rõ hiệu ứng hợp tác. Các kết quả này không chỉ cung cấp dữ liệu cơ bản mà còn giúp xây dựng các nguyên tắc tổng quát về cách các phân tử hữu cơ tương tác với CO2 và H2O, có ý nghĩa quan trọng trong thiết kế vật liệu và hiểu các quá trình hóa học.
5.1. Dimethyl sulfoxide acetone và methanol với CO2 H2O
Nghiên cứu chi tiết các tương tác của dimethyl sulfoxide, acetone và methanol với nCO2 và nH2O (n=1-2). Với dimethyl sulfoxide, các phức chất được hình thành thông qua các tương tác giữa oxy của nhóm sulfoxide với CO2 và H2O. Acetone và methanol cũng thể hiện các mô hình tương tác đặc trưng, chủ yếu liên quan đến nhóm carbonyl và hydroxyl. Tính ổn định của các phức chất này được so sánh và giải thích dựa trên cấu trúc hình học và năng lượng liên kết. Phân tích NBO và các chế độ dao động cung cấp bằng chứng cho các liên kết hydro và các tương tác yếu khác. Các kết quả chỉ ra rằng methanol, với nhóm hydroxyl, thường tạo liên kết hydro mạnh với H2O, trong khi acetone và dimethyl sulfoxide có thể tương tác mạnh hơn với CO2 thông qua các tương tác phi liên kết hydro.
5.2. Ethanethiol và CH3OCHX2 Ảnh hưởng của nhóm thế
Nghiên cứu mở rộng sang ethanethiol và các dẫn xuất ether thế (CH3OCHX2, với X=H, F, Cl, Br, CH3). Ethanethiol, với nhóm thiol (-SH), thể hiện các kiểu tương tác khác với alcohol do sự khác biệt về độ âm điện và kích thước của lưu huỳnh so với oxy. Các dẫn xuất CH3OCHX2 cho phép khám phá ảnh hưởng của nhóm thế X đến tính ổn định và cơ chế tương tác với CO2 và H2O. Các nhóm thế có độ âm điện khác nhau (như F, Cl, Br) hoặc kích thước khác nhau (như CH3) có thể làm thay đổi đáng kể sự phân bố điện tử trong phân tử ether, từ đó ảnh hưởng đến khả năng liên kết của chúng. Phân tích sự hợp tác trong hệ thống CH3OCHX2 với 2CO2 hoặc nH2O cũng được tiến hành. Kết quả cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách điều chỉnh tính chất tương tác thông qua việc thay đổi các nhóm chức hoặc nhóm thế.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (167 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộMINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING QUY NHON UNIVERSITY PHAN DANG CAM TU STUDY ON STABILITY AND NATURE OF INTERACTIONS OF FUNCTIONAL ORGANIC MOLECULES WITH CO2 AND H2O BY USING QUANTUM CHEMICAL METHOD DOCTORAL DISSERTATION BINH DINH - 2022 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING QUY NHON UNIVERSITY PHAN DANG CAM TU STUDY ON STABILITY AND NATURE OF INTERACTIONS OF FUNCTIONAL ORGANIC MOLECULES WITH CO2 AND H2O BY USING QUANTUM CHEMICAL METHOD Major: Theoretical and Physical Chemistry Code No. Tran Van Man Reviewer 2: Assoc. Ngo Tuan Cuong Reviewer 3: Dr. Nguyen Minh Tam Supervisor: Assoc.
NGUYEN TIEN TRUNG BINH DINH - 2022 DECLARATION This dissertation was done at the Laboratory of Computational Chemistry and Modelling (LCCM), Quy Nhon University, Binh Dinh province, under the supervision of Assoc. Nguyen Tien Trung. I hereby declare that the results presented are new and original. Most of them were published in peer-reviewed journals.
For using results from joint papers, I have gotten permissions from my co- authors. Binh Dinh, 2022 Author Phan Dang Cam Tu ACKNOWLEDGEMENT To all the family members, teachers, and friends, I would not complete this dissertation without their help and support. First, I am kindly thankful to my supervisor, Assoc. Nguyen Tien Trung for his advice and encouragement during my PhD life.
I also express thanks to Assoc. Vu Thi Ngan and Prof. Minh Tho Nguyen for their valuable advice and discussing some research problems. I am thankful to all the past and present members of the LCCM lab for outgoing activities and valuable discussions during my research time.
It is a pleasure for me to say thank to my seniors, Ho Quoc Dai and Nguyen Ngoc Tri for morning coffee chatting and for solving all the technical problems. I gratefully acknowledge the lectures of Department of Chemistry, Faculty of Natural Sciences and the staffs in Office of Postgraduate Management, Quy Nhon University. I sincerely thanks to the Vietnam National Foundation for Science and Technology Development (NAFOSTED) under grant number 104.11; Domestic PhD Scholarship Programme of Vingroup Innovation Foundation (VinIF), Vietnam; and the VLIR-TEAM project awarded to Quy Nhon University with Grant number ZEIN2016PR431 (2016-2020) for the financial support. I heartily thank to my longtime friends, Nhung and Nga, who always be here, by my side and share with me all the difficulties in life; to Tran Quang Tue for helping me to understand some mathematical aspects in the study of quantum chemistry; and to Nguyen Duy Phi, who encouraged me in the first two years of my PhD.
Last but most important, words are never enough to express my gratitude to my parents. To dad, the first person I asked for the decision of doing PhD and the most influential person in my life, I wish you are here, at this moment and proudly smile to your little daughter. To mom, with your love and endless patience, you make me feel stronger and ready to overcome all challenges. TABLE OF CONTENTS List of symbols and notations.i List of figures.ii List of tables.iv GENERAL INTRODUCTION.
Object and scope of the research. Novelty and scientific significance. Overview of the research. Objectives of the research.
THEORETICAL BACKGROUNDS AND COMPUTATIONAL METHODS. Theoretical background of computational chemistry. The Hartree–Fock method. The post–Hartree-Fock method.
Density functional theory. Computational approaches to noncovalent interactions. Basis set superposition error. Natural bond orbital theory.
Atoms in molecules theory. Symmetry-adapted perturbation theory. Computational methods of the research. RESULTS AND DISCUSSION.
Interactions of dimethyl sulfoxide with nCO2 and nH2O (n=1-2). Geometries, AIM analysis and stability of intermolecular complexes. Interaction and cooperative energies and energy component. Bonding vibrational modes and NBO analysis.
Interactions of acetone/thioacetone with nCO2 and nH2O. Stability and cooperativity. NBO analysis, and hydrogen bonds. Interactions of methanol with CO2 and H2O.
Structures and AIM analysis. Interaction and cooperative energies. Vibrational and NBO analyses. Interactions of ethanethiol with CO2 and H2O.
Structure, stability and cooperativity. Vibrational and NBO analyses. Interactions of CH3OCHX2 with nCO2 and nH2O (X=H, F, Cl, Br, CH3; n=1-2). Interactions of CH3OCHX2 with 1CO2 (X = H, F, Cl, Br, CH3).
Interactions of CH3OCHX2 with 2CO2 (X = H, F, Cl, Br, CH3). Interactions of CH3OCHX2 with nH2O (X = H, F, Cl, Br, CH3; n=1-2). Interactions of CH3OCHX2 with 1CO2 and 1H2O (X =H, F, Cl, Br, CH3). Interactions of dimethyl sulfide with nCO2 (n=1-2).
Geometric structures and AIM analysis. Interaction and cooperativity energy and energetic components 110 3. Vibrational and NBO analyses. Growth pattern of the C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes (n=1-5).
Structural pattern of the C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes (n=1-5). Complex stability, and changes of OH stretching frequency and intensity under variation of CO2 molecules. Intermolecular interaction analysis. Role of physical energetic components.
132 LIST OF PUBLICATIONS CONTRIBUTING TO THE DISSERTATION. 135 List of symbols and notations AIM Atoms in Molecules aco Acetone acs Thioacetone BCP Bond critical point BSHB Blue-shifting hydrogen bond BSSE Basis set superposition error ChB Chalcogen bond CCSD(T) Coupled-cluster singles and doubles methods DME Dimethyl ether DMSO Dimethyl sulfoxide DMS Dimethyl sulfide DPE Deprotonation energy EDT Electron density transfer Eint Interaction energy Ecoop Cooperative energy HF Hartree Fock method HB Hydrogen bond MEP Molecular electrostatic potential MP2 Second-order Moller-Plesset perturbation method NBO Natural bond orbital NCIplot Noncovalent Interaction plot PA Proton affinity RSHB Red-shifting hydrogen bond SAPT Symmetry-adapted perturbation theory TtB Tetrel bond ZPE Zero-point vibrational energy (r) Electron density 2ρ(r) Laplacian of electron density H(r) Total energy density E(2) Second-order energy of intermolecular interaction Lp Lone pair i List of figures Page Figure 1. Three types of CO2 complexes 7 Figure 1. Stable geometries of complexes involving CO2 7 Figure 2.
The flowchart illustrating Hartree–Fock method 16 Figure 2. Plots of GTO and STO basis functions 23 Figure 2. Perturbative donor-acceptor interaction, involving a filled 30 orbital and an unfilled orbital * Figure 2. The separation between two atomic basins in HF molecule 31 Figure 2.
Molecular graph of H2O, ethane, cyclopropane and cubane 32 at MP2/6-311++G(d,p) Figure 2. a) Representative behaviour of atomic density 34 b) Appearance of a s() singularity when two atomic densities approach each other Figure 2. Difference in geometry of complexes CO2-HCl and CO2- 38 HBr obtained from experimental spectroscopy Figure 3. Geometries of stable complexes formed by interactions of 47 DMSO with CO2 and H2O Figure 3.
A linear correlation between individual EHB and ρ(r) values 49 at BCPs Figure 3. Stable structures of complexes formed by interactions of 60 (CH3)2CZ with CO2 and H2O (Z=O, S) (the values in parentheses are for complexes of (CH3)2CS) Figure 3. The correlation in interaction energies of the most 64 energetically favorable structures in six systems at CCSD(T)/6-311++G(2d,2p)//MP2/6-311++G(2d,2p) Figure 3. SAPT2+ decompositions of the most stable complexes into 68 physically energetic terms: electrostatic (Elst), exchange (Exch), induction (Ind) and dispersion (Disp) at aug-cc- pVDZ basis set Figure 3.
Stable geometries of complexes formed by interaction of 74 CH3OH with CO2 and H2O at MP2/6-311++G(2d,2p) Figure 3. Stable geometries of complexes formed by interactions of 81 C2H5SH with CO2 and H2O at MP2/6-311++G(2d,2p) Figure 3. Stable structures of CH3OCHX2∙∙∙1CO2 complexes at 89 MP2/6-311++G(2d,2p) Figure 3. The difference in interaction energies (with ZPE and BSSE) 91 ii of CH3OCHX2∙∙∙1CO2 complexes Figure 3.
Contributions (%) of physical energetic terms 92 Figure 3. Stable structures and topological geometries of complexes 96 CH3OCHX2∙∙∙2CO2 Figure 3. The stable structures of CH3OCHX2∙∙∙nH2O complexes (n = 99 1-2; X = H, F, Cl, Br, CH3) Figure 3. Stable structures of complexes CH3OCHX2∙∙∙1CO2∙∙∙1H2O 103 (X = H, F, Cl, Br, CH3) Figure 3.
Optimized structures and topological geometries of (CH3)2S 108 and nCO2 (n = 1, 2) at MP2/6-311++G(2d,2p) Figure 3. Optimized structures of C2H5OH∙∙∙nCO2 (n=1-2) 116 Figure 3. Optimized structures of C2H5OH∙∙∙nCO2 (n=3-5) 118 Figure 3. The binding energies per carbon dioxide 123 Figure 3.
NCIplot of tetrel model and hydrogen model with gradient 124 isosurface of s=0. MEP surface of monomers including C2H5OH (anti and 127 gauche) and CO2 at MP2/aug-cc-pVTZ Figure 3. Contributions (%) of different energetic components into 128 stabilization energy of C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes at MP2/aug-cc-pVDZ iii List of tables Page Table 2. Characteristics of the common NBO types 29 Table 3.
Interaction energy (E) and cooperativity energy (Ecoop) of 51 binary and ternary systems at CCSD(T)/6- 311++G(2d,2p)//MP2/6-311++G(2d,2p) Table 3. (2) -1 54 The second-order perturbation energy (E , kJ.mol , MP2/6- 311++G(2d,2p)) for transfers in heterodimers and heterotrimers from interactions of DMSO with CO2 and H2O Table 3. Selected results of vibrational and NBO analyses for interaction 56 of DMSO with nCO2 (n = 1-2) (MP2/6-311++G(2d,2p)) Table 3. Selected results of vibrational and NBO analyses (MP2/6- 57 311++G(2d,2p)) for interaction of DMSO with nH2O (n = 1-2) Table 3.
Selected results of vibrational and NBO analyses (MP2/6- 58 311++G(2d,2p)) for interaction of DMSO with CO2 and H2O Table 3. Interaction energy and cooperative energy of complexes of 63 aco/acs and 1,2CO2 and/or 1,2H2O at CCSD(T)/6- 311++G(2d,2p)//MP2/6-311++G(2d,2p) Table 3. Concise summary of interactions between some organic 66 compounds and CO2 Table 3. Concise summary of interactions of organic compounds and 67 H2O (and CO2) Table 3.
Changes of bond length (r(X-H), in mÅ) and stretching 72 -1 frequency ((X-H), in cm ) of C-H and O-H bonds involved in hydrogen bond Table 3. Selected parameters at the BCPs of intermolecular contacts in 75 complexes of methanol with CO2 and/or H2O at MP2/6- 311++G(2d,2p) Table 3. Interaction energy and cooperative energy of complexes formed 77 by interactions between CH3OH with CO2 and/or H2O at -1 CCSD(T)/6-311++G(2d,2p)//MP2/6-311++G(2d,2p) (kJ. Changes of bond length (r) and corresponding stretching 78 frequency () of C(O)−H bonds involved in HBs along with selected parameters at MP2/6-311++G(2d,2p) Table 3.
Interaction energy and cooperative energy of complexes 82 between C2H5SH and CO2 and/or H2O at CCSD(T)/6- 311++G(2d,2p)//MP2/6-311++G(2d,2p) iv Table 3. Selected parameters at the BCPs of intermolecular contacts of 83 complexes between C2H5SH and CO2 and/or H2O at MP2/6- 311++G(2d,2p) Table 3. Selected results of vibrational and NBO analyses for interaction 87 of C2H5SH with CO2 and H2O Table 3. Intermolecular distances (Å) of CH3OCHX2∙∙∙1CO2 complexes 89 Table 3.
Interaction energies corrected ZPE+BSSE of complexes 90 CH3OCHX2∙∙∙nCO2 Table 3. Selected parameters (au) of CH3OCHX2∙∙∙1CO2 complexes 93 (X = H, F, Cl, Br, CH3) Table 3. (2) 95 EDT and E for CH3OCHX2∙∙∙1CO2 complexes at MP2/6- 311++G(2d,2p) level of theory Table 3. Interaction energy and cooperative energy of complexes 97 CH3OCHX2∙∙∙2CO2 (X = H, F, Cl, Br, CH3) at MP2/aug-cc- pVTZ//MP2/6-311++G(2d,2p) Table 3.
(2) 98 EDT and E for CH3OCHX2∙∙∙2CO2 complexes at MP2/6- 311++G(2d,2p) level of theory Table 3. Selected parameters at BCPs taken from AIM results for 100 complexes of CH3OCHX2 with 1,2H2O at MP2/6- 311++G(2d,2p) Table 3. Interaction energy and cooperative energy of complexes 101 CH3OCHX2∙∙∙1,2H2O (X = H, F, Cl, Br, CH3) at MP2/aug-cc- pVTZ//MP2/6-311++G(2d,2p) Table 3. Interaction energy and cooperative energy of complexes 104 CH3OCHX2∙∙∙1CO2∙∙∙1H2O (X = H, F, Cl, Br, CH3) Table 3.
(2) 106 EDT and E for CH3OCHX2∙∙∙1CO2∙∙∙1H2O (X = H, F, Cl, Br, CH3) at MP2/6-311++G(2d,2p) level of theory Table 3. Changes of bond length C(O)−H (in Å) and stretching 107 -1 frequency ((C/O-H), in cm ) of C-H and O-H bonds involved in HB of complexes CH3OCHX2∙∙∙1CO2∙∙∙1H2O (X = H, F, Cl, Br, CH3) Table 3. Selected parameters at the BCPs of intermolecular contacts of 109 (CH3)2S∙∙∙nCO2 (n = 1-2) Table 3. Interaction energies and cooperative energies of complexes 111 DMS∙∙∙nCO2 v Table 3.
Contributions of different energetic components into 112 stabilization energy of complexes DMS∙∙∙nCO2 using SAPT2+ approach Table 3. Selected results of vibrational and NBO analysis of complexes 113 DMS∙∙∙nCO2 at MP2/6-311++G(2d,2p) Table 3. Rotational constant and vibrational frequencies of OH group of 117 isolated ethanol and C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes Table 3. Binding energy of C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes (n=1-5) 119 calculated at the MP2/aug-cc-pVTZ//MP2/6-311++G(2d,2p) level of theory Table 3.
NBO analysis of C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes (n=1-4) at 126 B97X-D/aug-cc-pVTZ vi GENERAL INTRODUCTION 1. Research introduction Economic development and industrialization cause a significant increase in concentration of gases emitted into the environment.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Phan Dang Cam Tu (2022). Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O [Luận án tiến sĩ, Quy Nhon University]. LuanAn.net. https://luanan.net/tam-ly-hoc/luan-an-ncs-phan-dang-cam-tu
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án NCS: Nghiên cứu chuyên sâu phân loại cảm xúc văn bản tiếng Việt. Đề xuất phương pháp mới, tối ưu hóa hiệu quả.
Luận án "Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Quy Nhon University. Năm bảo vệ: 2022.
Luận án "Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O" thuộc chuyên ngành Theoretical and Physical Chemistry. Danh mục: Tâm Lý Học.
Luận án "Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O" có 167 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu tính ổn định và bản chất của tương tác chức năng của phân tử hữu cơ với CO2 và H2O" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.