Отчеты по лабораторным работам - 2003 / 2 / 1,5 - диоксинафталин

Отчет о лабораторной работе 2

студентов группы О-24

Полуэмпирический расчет молекулы 1,5 -диоксинафталина методом MNDO (МПДП).

Общий вид молекулы Общий вид молекулы с нумерацией атомов

Цель работы. Знакомство с программным комплексом HyperChem 5.1. Проведение полуэмпирического квантовохимического расчета по методу MNDO с помощью программного комплекса HyperChem 5.1 и химическая интерпретация полученных результатов.

Интерпретация полученных результатов

1. Строение молекулы 1,5 -диоксинафталинa.

Длина связи	Данные ММ расчета, A	Данные MNDO расчета, A
C1-C2	1.343	1.401
C2-C3	1.338	1.418
C3-C4	1.339	1.384
C4-C5	1.346	1.436
C5-C10	1.353	1.438
C10-C1	1.352	1.455
C1-O11	1.362	1.360
O11-H19	0.969	0.945
средн. C-H	1.098	1.091

Точность проведенного расчета составляет  0.02 Å

2. Построение диаграммы энергетических уровней. Графическое изображение ВЗМО и НВМО.

Энергия ВЗМО (№30) -8.1694 эВ ; Энергия НВМО (№31) +0.4074 эВ

Энергетическая диаграмма

Вид ВЗМО Вид НВМО (HyperChem 5)

3. Вклады атомных орбиталей в ВЗМО и НВМО.

	ВЗМО (HyperChem 5)	НВМО (HyperChem 5)
С1 Pz	-0.39141	0.37958
С2 Pz	0.30339	-0.29870
С3 Pz	0.25773	-0.18322
С4 Pz	0.41109	0.37329
С5 Pz	-0.02791	-0.07229
O11 Pz	0.25396	-0.12782

Положительные значения коэффициентов при атомных орбиталях дают связывающие вклады в МО, отрицательные значения - разрыхляющие вклады

4. Определение нуклеофильных и электрофильных свойств

Энергия НВМО положительна, следовательно 1,5 -диоксинафталин - нуклеофил

 

5. Построение распределения электростатического потенциала

Данный рисунок показывает области положительного и отрицательного распределения электростатического потенциала и визуализирует неподеленные электронные пары на атомах кислорода (красный цвет говорит об отрицательном значении потенциала). Это позволяет, например, сделать предположение о взаимодействии молекулы с растворителем. Очевидно, что катионы стремятся подойти к области отрицательного потенциала, анионы - к положительной области.

6. Квантово-химическое обоснование модели резонансных структур.

В случае молекулы п-метоксифенола представляет интерес сравнить распределение заряда с классическими представлениями

C1 С2 С3 С4 С5 O11

0.106049 -0.080726 -0.042317 -0.051980 -0.022367 -0.251819

Наблюдаемое распределение зарядов согласуется с существующим представлением, что замещение бензола донорным заместителем приводит к возрастанию отрицательного заряда в орто- и пара- положениях, а замещение акцепторным заместителем приводит к возрастанию положительного заряда на атоме углерода, связанном с акцептором. Полученные результаты дают количественную оценку данного эффекта.