量子化学 计算实验 考题.doc

量子化学计算实验 学 院： 化工学院 专 业： 无机化学 学 号： 111030310 姓 名： 吴 刚 指导老师： 居 学 海 实验一 1,2-二氯乙烷构象异构及C-C键内旋转能垒实验目的1 熟悉局部及全局极小点2 熟悉内坐标的概念3 掌握flexible and rigid scan.实验方法#blyp/4-31G opt=z-matrix nosymmTitle0 1CC 1 rCl 2 1.8 1 108.2H 2 1.1 1 109.4 3 120.0H 2 1.1 1 109.4 3 -120.0Cl 1 1.8 2 108.2 5 dH 1 1.1 2 109.4 6 120.0H 1 1.1 2 109.4 6 -120.0VariablesR 1.5d 0.0 S 35 10.0#blyp/4-31G scan nosymmTitle0 1CC 1 rCl 2 1.8 1 108.2H 2 1.1 1 109.4 3 120.0H 2 1.1 1 109.4 3 -120.0Cl 1 1.8 2 108.2 5 dH 1 1.1 2 109.4 6 120.0H 1 1.1 2 109.4 6 -120.0VariablesR 1.5d 0.0 35 10.0计算结果与讨论1 比较flexible and rigid scan时C-C键长及能垒的差别在flexible scan中C-C键长为1.5726140，rigid scan中C-C键长为1.5000000。图一. flexible scan中能垒图示图二. rigid scan中能垒图示2 为何有不同的能垒？从上图中可以看出，不同的构象能量各不相同, 对位交叉式(两个氯原子处在对位)的能量最低, 能量为-997.79920a.u, 从这个构象出发旋转60得部分重叠式,其能量较对位交叉式高约27.86 kJ/mol, 再旋转60得邻位交叉式,两个氯原子处于邻位,两对氢原子处于交叉位置, 能量比对位交叉式高约12.71 kJ/mol, 在旋转60得全重叠式, 其能量最高-997.82856a.u.稳定性最小, 与对位交叉式相比, 其能量高出大约129.90 kJ/mol. 结果显示:1,2-二氯乙烷分子的两个碳旋转时需要克服一定的能垒,即存在旋转阻力.实验二 CH3Cl+F-反应(SN2)的机理计算实验目的1 熟悉过渡态的基本特征及如何确定过渡态2 了解离子分子complex3 掌握ZPE校正实验方法1. 分别确定intermediate minima(FMeCl 和ClMeF)2. 确定过渡态结构过渡态计算的输入文件如下：#? opt=(ts,calcfc,noeigentest) freqtt-1 1C -0.150002 0.359777 0.242419Cl 1.919579 0.538192 0.390758F -2.137568 0.054918 0.203370H -0.115796 0.771488 -0.799123H -0.078283 -0.774524 0.254103H -0.276589 0.919476 1.072098计算结果与讨论1 画出反应势能曲线 2 确定反应的活化能 正反应的活化能为:Ea=15. 85802kJ.mol-1反应热效应, 即反应焓变H=166.56202KJ/molEa(a.u.)Ea(a.u.)1-0.0865616-0.080522-0.086217-0.080813-0.0858218-0.081154-0.0854119-0.081645-0.0849820-0.082286-0.0845221-0.083087-0.0840422-0.084068-0.0835623-0.08529-0.0830724-0.0865310-0.082625-0.0880511-0.0821426