Luận văn nghiên cứu độ bền và bản chất tương tác của một số hợp chất hữu cơ có nhóm chức với co2 và h2o bằng phương pháp hóa học lượng tử

Nghiên cứu độ bền và tương tác của hợp chất hữu cơ với CO2 và H2O bằng phương pháp hóa học lượng tử, cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính chất hóa học.

Trường đại học

Quy Nhon University

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

doctoral dissertation

2022

164
2
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

DECLARATION

ACKNOWLEDGEMENT

TABLE OF CONTENTS

1. GENERAL INTRODUCTION

1.1. Object and scope of the research

1.2. Novelty and scientific significance

1.3. Overview of the research

1.4. Objectives of the research

2. THEORETICAL BACKGROUNDS AND COMPUTATIONAL METHODS

2.1. Theoretical background of computational chemistry

2.2. The Hartree–Fock method

2.3. The post–Hartree-Fock method

2.4. Density functional theory

2.5. Computational approaches to noncovalent interactions

2.6. Basis set superposition error

2.7. Natural bond orbital theory

2.8. Atoms in molecules theory

2.9. Symmetry-adapted perturbation theory

2.10. Computational methods of the research

3. RESULTS AND DISCUSSION

3.1. Interactions of dimethyl sulfoxide with nCO2 and nH2O (n=1-2)

3.1.1. Geometries, AIM analysis and stability of intermolecular complexes

3.1.2. Interaction and cooperative energies and energy component

3.1.3. Bonding vibrational modes and NBO analysis

3.2. Interactions of acetone/thioacetone with nCO2 and nH2O. Stability and cooperativity

3.2.1. NBO analysis, and hydrogen bonds

3.3. Interactions of methanol with CO2 and H2O

3.3.1. Structures and AIM analysis

3.3.2. Interaction and cooperative energies

3.3.3. Vibrational and NBO analyses

3.4. Interactions of ethanethiol with CO2 and H2O. Structure, stability and cooperativity

3.4.1. Vibrational and NBO analyses

3.5. Interactions of CH3OCHX2 with nCO2 and nH2O (X=H, F, Cl, Br, CH3; n=1-2)

3.5.1. Interactions of CH3OCHX2 with 1CO2 (X = H, F, Cl, Br, CH3)

3.5.2. Interactions of CH3OCHX2 with 2CO2 (X = H, F, Cl, Br, CH3)

3.5.3. Interactions of CH3OCHX2 with nH2O (X = H, F, Cl, Br, CH3; n=1-2)

3.5.4. Interactions of CH3OCHX2 with 1CO2 and 1H2O (X =H, F, Cl, Br, CH3)

3.6. Interactions of dimethyl sulfide with nCO2 (n=1-2)

3.6.1. Geometric structures and AIM analysis

3.6.2. Interaction and cooperativity energy and energetic components

3.6.3. Vibrational and NBO analyses

3.7. Growth pattern of the C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes (n=1-5)

3.8. Structural pattern of the C2H5OH∙∙∙nCO2 complexes (n=1-5)

3.9. Complex stability, and changes of OH stretching frequency and intensity under variation of CO2 molecules

3.10. Intermolecular interaction analysis

3.11. Role of physical energetic components

LIST OF PUBLICATIONS CONTRIBUTING TO THE DISSERTATION

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tương Tác Phân Tử và Ứng Dụng

Nghiên cứu tương tác phân tử giữa các phân tử hữu cơ chức năng và các phân tử nhỏ như CO2H2O là một lĩnh vực quan trọng trong hóa học lượng tử. Sự hiểu biết sâu sắc về các tương tác này có ý nghĩa lớn trong nhiều lĩnh vực, từ lưu trữ CO2 đến catalysis và phát triển vật liệu hấp phụ mới. Các phương pháp hóa học lượng tử, đặc biệt là lý thuyết hàm mật độ (DFT) và các phương pháp tính toán ab initio, đóng vai trò then chốt trong việc mô tả và dự đoán các tính chất của các hệ phân tử này. Nghiên cứu này tập trung vào việc khám phá bản chất và độ bền của các phức hợp hình thành giữa các phân tử hữu cơ chức năng và CO2, H2O, sử dụng các phương pháp tính toán tiên tiến. Mục tiêu là cung cấp một cái nhìn chi tiết về các tương tác yếu, như liên kết hydrotương tác van der Waals, ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của các phức hợp này.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu tương tác CO2 và H2O

Nồng độ CO2 tăng cao trong khí quyển là một vấn đề cấp bách toàn cầu. Nghiên cứu về tương tác giữa CO2 và các phân tử hữu cơ chức năng có thể mở ra các giải pháp mới cho việc hấp phụ CO2chuyển hóa CO2. Sự hiện diện của H2O cũng đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình hóa học và sinh học, và việc hiểu rõ tương tác giữa H2O và các phân tử hữu cơ là rất cần thiết. Nghiên cứu này cung cấp thông tin chi tiết về các tương tác này, giúp phát triển các công nghệ mới để giảm thiểu tác động của CO2 đến môi trường.

1.2. Ứng dụng của hóa học lượng tử trong nghiên cứu phân tử

Hóa học lượng tử cung cấp một bộ công cụ mạnh mẽ để nghiên cứu các hệ phân tử ở cấp độ nguyên tử và phân tử. Các phương pháp như DFTtính toán ab initio cho phép chúng ta mô phỏng và dự đoán các tính chất của các phân tử và tương tác giữa chúng. Các phần mềm như Gaussian, VASP, và ORCA được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực này để thực hiện các mô phỏng hóa học phức tạp. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp hóa học lượng tử để khám phá bản chất của các tương tác giữa phân tử hữu cơ chức năng, CO2, và H2O.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Ổn Định Phân Tử và Tương Tác

Nghiên cứu ổn định phân tửtương tác phân tử giữa các phân tử hữu cơ chức năngCO2, H2O đối mặt với nhiều thách thức. Việc mô tả chính xác các tương tác yếu, như liên kết hydrotương tác van der Waals, đòi hỏi các phương pháp tính toán tiên tiến và các bộ cơ sở lớn. Sai số chồng chập cơ sở (BSSE) là một vấn đề quan trọng cần được giải quyết trong các tính toán ab initio. Ngoài ra, việc xác định cấu trúc năng lượng thấp nhất của các phức hợp phân tử có thể là một nhiệm vụ khó khăn, đặc biệt đối với các hệ lớn và phức tạp. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp tính toán hiện đại và các kỹ thuật hiệu chỉnh sai số để vượt qua những thách thức này và cung cấp các kết quả chính xác và đáng tin cậy.

2.1. Vấn đề sai số chồng chập cơ sở BSSE trong tính toán

Sai số chồng chập cơ sở (BSSE) là một vấn đề phổ biến trong các tính toán ab initio về tương tác phân tử. BSSE phát sinh do việc sử dụng các bộ cơ sở hữu hạn, dẫn đến việc các phân tử trong phức hợp sử dụng các hàm cơ sở của các phân tử lân cận để mô tả điện tích của chúng. Điều này dẫn đến việc đánh giá quá cao độ bền của phức hợp. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp hiệu chỉnh BSSE để giảm thiểu ảnh hưởng của sai số này và cung cấp các kết quả chính xác hơn.

2.2. Khó khăn trong mô tả tương tác yếu giữa các phân tử

Các tương tác yếu, như liên kết hydrotương tác van der Waals, đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định cấu trúc và tính chất của các phức hợp phân tử. Tuy nhiên, việc mô tả chính xác các tương tác này là một thách thức đối với các phương pháp tính toán. Các phương pháp DFT thường gặp khó khăn trong việc mô tả tương tác van der Waals, và các phương pháp tính toán ab initio đòi hỏi các bộ cơ sở lớn và các phương pháp tương quan điện tử cao cấp để đạt được độ chính xác cao. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp tính toán tiên tiến và các bộ cơ sở lớn để mô tả chính xác các tương tác yếu giữa các phân tử hữu cơ chức năng, CO2, và H2O.

III. Phương Pháp Hóa Học Lượng Tử Nghiên Cứu Tương Tác

Nghiên cứu này sử dụng một loạt các phương pháp hóa học lượng tử để khám phá tương tác giữa các phân tử hữu cơ chức năngCO2, H2O. Các phương pháp tính toán ab initio, như phương pháp Hartree-Fockphương pháp Moller-Plesset bậc hai (MP2), được sử dụng để tính toán cấu trúc điện tử và năng lượng của các phân tử và phức hợp. Lý thuyết hàm mật độ (DFT), với các hàm trao đổi tương quan khác nhau, cũng được sử dụng để mô tả các tương tác này. Ngoài ra, phân tích quỹ đạo liên kết tự nhiên (NBO)lý thuyết nguyên tử trong phân tử (AIM) được sử dụng để phân tích bản chất của các tương tác và xác định các đặc điểm liên kết quan trọng.

3.1. Ứng dụng lý thuyết hàm mật độ DFT trong nghiên cứu

Lý thuyết hàm mật độ (DFT) là một phương pháp hóa học lượng tử phổ biến được sử dụng để tính toán cấu trúc điện tử và năng lượng của các phân tử và vật liệu. DFT dựa trên nguyên lý rằng tất cả các tính chất của một hệ thống có thể được xác định từ mật độ điện tử của nó. DFT là một phương pháp tính toán hiệu quả và chính xác, và nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của hóa học và vật lý. Nghiên cứu này sử dụng DFT để mô tả các tương tác giữa phân tử hữu cơ chức năng, CO2, và H2O.

3.2. Phân tích NBO và AIM để hiểu rõ tương tác phân tử

Phân tích quỹ đạo liên kết tự nhiên (NBO)lý thuyết nguyên tử trong phân tử (AIM) là hai công cụ mạnh mẽ để phân tích bản chất của các tương tác hóa học. NBO cung cấp một mô tả về liên kết hóa học dựa trên các quỹ đạo liên kết và phản liên kết tự nhiên. AIM phân tích mật độ điện tử của một phân tử để xác định các điểm tới hạn liên kết (BCP) và các tính chất liên kết khác. Nghiên cứu này sử dụng NBOAIM để phân tích bản chất của các tương tác giữa phân tử hữu cơ chức năng, CO2, và H2O và xác định các đặc điểm liên kết quan trọng.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Tương Tác DMSO với CO2 và H2O

Nghiên cứu đã khám phá tương tác giữa dimethyl sulfoxide (DMSO) và CO2, H2O bằng các phương pháp hóa học lượng tử. Kết quả cho thấy DMSO có thể hình thành các phức hợp ổn định với CO2H2O, và độ bền của các phức hợp này phụ thuộc vào số lượng phân tử CO2H2O tương tác với DMSO. Phân tích AIM cho thấy sự hình thành các liên kết hydrotương tác van der Waals giữa DMSOCO2, H2O. Phân tích NBO cho thấy sự chuyển điện tích từ DMSO sang CO2H2O, góp phần vào độ bền của các phức hợp.

4.1. Cấu trúc và độ bền của phức hợp DMSO CO2 H2O

Nghiên cứu đã xác định cấu trúc và độ bền của các phức hợp hình thành giữa DMSO, CO2, và H2O. Kết quả cho thấy DMSO có thể tương tác với một hoặc nhiều phân tử CO2H2O, và độ bền của các phức hợp này tăng lên khi số lượng phân tử CO2H2O tăng lên. Các phức hợp chứa cả CO2H2O thường bền hơn so với các phức hợp chỉ chứa CO2 hoặc H2O, cho thấy sự hợp tác giữa các tương tác.

4.2. Phân tích liên kết hydro và tương tác van der Waals

Phân tích AIM đã xác định sự hình thành các liên kết hydrotương tác van der Waals giữa DMSOCO2, H2O. Các liên kết hydro hình thành giữa các nguyên tử hydro của H2O và các nguyên tử oxy của DMSOCO2. Tương tác van der Waals hình thành giữa các nguyên tử carbon và oxy của DMSOCO2. Các tương tác này đóng một vai trò quan trọng trong việc ổn định các phức hợp.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Hấp Phụ và Chuyển Hóa CO2 Hiệu Quả

Nghiên cứu này có nhiều ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực hấp phụ CO2chuyển hóa CO2. Sự hiểu biết về tương tác giữa các phân tử hữu cơ chức năngCO2 có thể giúp phát triển các vật liệu hấp phụ mới và hiệu quả hơn. Ngoài ra, nghiên cứu này có thể cung cấp thông tin chi tiết về các cơ chế phản ứng liên quan đến chuyển hóa CO2, giúp phát triển các chất xúc tác mới và hiệu quả hơn. Các kết quả của nghiên cứu này có thể đóng góp vào việc giảm thiểu tác động của CO2 đến môi trường và phát triển các công nghệ bền vững.

5.1. Phát triển vật liệu hấp phụ CO2 dựa trên tương tác phân tử

Sự hiểu biết về tương tác giữa các phân tử hữu cơ chức năngCO2 có thể được sử dụng để thiết kế và phát triển các vật liệu hấp phụ CO2 mới. Các vật liệu này có thể được sử dụng để loại bỏ CO2 từ khí thải công nghiệp và khí quyển. Bằng cách tối ưu hóa tương tác giữa vật liệuCO2, chúng ta có thể tạo ra các vật liệu hấp phụ hiệu quả hơn và bền vững hơn.

5.2. Nghiên cứu cơ chế phản ứng chuyển hóa CO2

Nghiên cứu này có thể cung cấp thông tin chi tiết về các cơ chế phản ứng liên quan đến chuyển hóa CO2. Chuyển hóa CO2 là một quá trình quan trọng để biến CO2 thành các sản phẩm có giá trị, như nhiên liệu và hóa chất. Bằng cách hiểu rõ các bước của phản ứng và vai trò của các chất xúc tác, chúng ta có thể phát triển các chất xúc tác mới và hiệu quả hơn để chuyển hóa CO2.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Về CO2 H2O

Nghiên cứu này đã cung cấp một cái nhìn sâu sắc về tương tác giữa các phân tử hữu cơ chức năngCO2, H2O bằng các phương pháp hóa học lượng tử. Kết quả cho thấy các tương tác này đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình hóa học và sinh học, và sự hiểu biết về các tương tác này có thể giúp phát triển các công nghệ mới để giảm thiểu tác động của CO2 đến môi trường. Các hướng nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc khám phá các phân tử hữu cơ chức năng mới có khả năng tương tác mạnh mẽ với CO2H2O, và phát triển các vật liệu hấp phụchất xúc tác mới dựa trên các tương tác này.

6.1. Khám phá các phân tử hữu cơ chức năng mới

Nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc khám phá các phân tử hữu cơ chức năng mới có khả năng tương tác mạnh mẽ với CO2H2O. Các phân tử này có thể được sử dụng để phát triển các vật liệu hấp phụchất xúc tác mới. Bằng cách sử dụng các phương pháp hóa học lượng tử và các kỹ thuật sàng lọc ảo, chúng ta có thể xác định các phân tử tiềm năng và nghiên cứu tương tác của chúng với CO2H2O.

6.2. Phát triển vật liệu và chất xúc tác mới cho CO2

Nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các vật liệu hấp phụchất xúc tác mới dựa trên tương tác giữa các phân tử hữu cơ chức năngCO2, H2O. Các vật liệuchất xúc tác này có thể được sử dụng để loại bỏ CO2 từ khí thải công nghiệp và khí quyển, và để chuyển hóa CO2 thành các sản phẩm có giá trị. Bằng cách kết hợp các phương pháp hóa học lượng tử và các kỹ thuật tổng hợp vật liệu, chúng ta có thể tạo ra các vật liệuchất xúc tác hiệu quả hơn và bền vững hơn.

04/06/2025
Luận văn nghiên cứu độ bền và bản chất tương tác của một số hợp chất hữu cơ có nhóm chức với co2 và h2o bằng phương pháp hóa học lượng tử

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 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 Supervisor Ph. Nguyen Tien Trung 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 thank my seniors, Ho Quoc Dai and Nguyen Ngoc Tri for morning coffee chatting and solving all the technical problems. I gratefully acknowledge the lectures of the Department of Chemistry, Faculty of Natural Sciences, and the staff in the Office of Postgraduate Management, Quy Nhon University. I sincerely thank 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 my long-time friends, Nhung and Nga, who always are by my side and share with me all the difficulties in life. Thanks should also go to Tran Quang Tue for helping me 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 were here, at this moment and proudly smiling to your 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. 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. The second-order perturbation energy (E(2), kJ.mol-1, MP2/6- 54 311++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 frequency ((X-H), in cm-1) 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 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. EDT and E(2) of intermolecular interactions of complexes 85 between C2H5SH and CO2 and/or H2O at MP2/6- 311++G(2d,2p) level 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.

EDT and E(2) for CH3OCHX2∙∙∙1CO2 complexes at MP2/6- 95 311++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. EDT and E(2) for CH3OCHX2∙∙∙2CO2 complexes at MP2/6- 98 311++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. EDT and E(2) for CH3OCHX2∙∙∙1CO2∙∙∙1H2O (X = H, F, Cl, Br, 106 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 frequency ((C/O-H), in cm-1) 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.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu có tiêu đề Nghiên Cứu Tương Tác và Ổn Định của Phân Tử Hữu Cơ Chức Năng với CO2 và H2O Bằng Phương Pháp Hóa Học Lượng Tử cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà các phân tử hữu cơ chức năng tương tác và ổn định khi tiếp xúc với CO2 và H2O. Nghiên cứu này không chỉ làm rõ các cơ chế tương tác mà còn chỉ ra tầm quan trọng của phương pháp hóa học lượng tử trong việc phân tích các phản ứng hóa học phức tạp. Độc giả sẽ tìm thấy những thông tin quý giá về cách tối ưu hóa các phản ứng hóa học, từ đó có thể áp dụng vào các lĩnh vực như công nghệ môi trường và phát triển vật liệu mới.

Để mở rộng thêm kiến thức, bạn có thể tham khảo tài liệu Nghiên cứu cơ chế và động học phản ứng giữa hợp chất aniline c6h5nh2 với gốc tự do methyl ch3 bằng phương pháp hóa học lượng tử, nơi bạn sẽ tìm hiểu về cơ chế phản ứng hóa học trong các hệ thống khác. Bên cạnh đó, tài liệu A quantum chemical research of structure and aromaticity of some boron clusters sẽ giúp bạn khám phá thêm về cấu trúc và tính chất của các cụm boron, mở rộng hiểu biết về hóa học lượng tử. Những tài liệu này sẽ cung cấp cho bạn những góc nhìn đa dạng và sâu sắc hơn về lĩnh vực nghiên cứu này.