Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh: Luận Văn Tốt Nghiệp Cử Nhân Hóa Học Chuyên Ngành Hóa Lý

• Tác giả: Phan Trần Diệp Hương
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Ngân
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Học Chuyên Ngành Hóa Lý
• Đề tài: Ứng Dụng Tin Học Trong Hóa Học: Nghiên Cứu Sử Dụng Phần Mềm Gaussian 98
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2004
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: BỘ HAM CƠ BẢN
• 1.1. THUYẾT OBITAN PHAN TỬ (MO)
• 1.2. CÁC BỘ HAM NGUYÊN TỬ CƠ BẢN CỦA GAUSSIAN
• 1.2.1. Bộ hàm cơ bản tối thiểu (Minimal Basis Sets)
• 1.2.2. Bộ tối thiểu STO — KG và bộ STO - 3G
• 1.2.3. Bộ cơ bản phân tách hóa trị (Split Valence Basis Sets)
• 1.2.4. Bộ cơ bản phân cực (Polarized Basis Sets)
• 1.2.5. Bộ cơ bản chứa hàm khuếch tán (Diffuse Functions)
• 1.2.6. Bộ cơ bản động lượng góc cao (High Angular Momentum Basis Sets)
• 2. CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT HÀM MẬT ĐỘ
• 2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP KẾT ĐẾN TƯƠNG TÁC ELECTRON-ELECTRON (Electron Correlation Methods)
• 2.1.1. SỰ TƯƠNG TÁC CẤU HÌNH ELECTRON (CI - Configuration Interaction)
• 2.1.2. PHƯƠNG PHÁP CI HOÀN CHỈNH (Full CI)
• 2.1.3. PHƯƠNG PHÁP GIỚI HẠN
• 2.2. LÝ THUYẾT HÀM MẬT ĐỘ (Density Functional Theory - DFT)
• 2.2.1. Lý thuyết Thomas - Fermi - Dirac
• 2.2.2. Phương pháp Kohn — Sham (KS)
• 2.2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH GẦN DÚNG
• 2.2.3.1. Phương pháp mật độ bộ phận (Local Density Methods)
• 2.2.3.2. Phương pháp hiệu chỉnh Gradient (Gradient Corrected Methods)
• 2.2.4. Phương pháp hàm lai hóa (Hybrid Functionals)
• 3. CHƯƠNG III: TRẠNG THÁI CHUYỂN TIẾP — DUNG MÔI
• 4. CHƯƠNG IV: PHẢN ỨNG ALDOL HÓA
• 4.1. SƠ LƯỢC VỀ PHẢN ỨNG ALDOL HÓA
• 4.2. Đặc điểm cấu trúc của nhóm cacbonyl
• 4.3. Giai đoạn tách H (hình thành enol hay enolat)
• 4.4. Giai đoạn phản ứng của enol hay enolat với nhóm cacbonyl
• 4.5. Giai đoạn chuyển proton (thông qua dung môi)
• 4.6. PHẢN ỨNG NGƯNG TỤ DIME HÓA PROPANAL VỚI XÚC TÁC L - Co
• 5. PHẦN II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 6. CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
• 7. CHƯƠNG II: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
• 7.1. GIẢI THÍCH QUA TRÌNH PHẢN ỨNG ALDOL HÓA - SỰ CHUYỂN ĐỔI NN BE
• 7.2. SO SÁNH TỶ LỆ SẢN PHẨM DẠNG SYN VÀ ANTI
• 7.3. VỀ MẶT NHIỆT ĐỘNG HỌC
• 8. CHƯƠNG III: KẾT LUẬN - ĐỀ XUẤT
• 8.1. KẾT LUẬN
• 8.2. ĐỀ XUẤT
• PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Về Ứng Dụng Tin Học Trong Hóa Học

Ứng dụng tin học trong hóa học đã trở thành một phần không thể thiếu trong nghiên cứu và phát triển. Phần mềm Gaussian 98 là một trong những công cụ mạnh mẽ giúp các nhà hóa học mô phỏng và tính toán các phản ứng hóa học phức tạp. Việc sử dụng phần mềm này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong các dự đoán về cấu trúc và tính chất của phân tử.

1.1. Khái Niệm Về Phần Mềm Gaussian 98

Gaussian 98 là phần mềm tính toán hóa lượng tử, cho phép mô phỏng các phản ứng hóa học và tính toán các thông số liên quan đến cấu trúc phân tử.

1.2. Lợi Ích Của Việc Sử Dụng Tin Học Trong Hóa Học

Việc ứng dụng tin học giúp tăng cường khả năng phân tích dữ liệu hóa học, từ đó đưa ra những kết luận chính xác hơn về các phản ứng hóa học.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Hóa Học Với Phần Mềm Gaussian 98

Mặc dù phần mềm Gaussian 98 mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số thách thức trong quá trình sử dụng. Các nhà nghiên cứu cần phải có kiến thức vững về lý thuyết hóa học và kỹ năng sử dụng phần mềm để đạt được kết quả tốt nhất.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Chọn Bộ Hàm Cơ Bản

Việc lựa chọn bộ hàm cơ bản phù hợp là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của kết quả tính toán.

2.2. Độ Phức Tạp Trong Phân Tích Dữ Liệu

Phân tích dữ liệu từ Gaussian 98 có thể trở nên phức tạp, đòi hỏi người dùng phải có khả năng diễn giải kết quả một cách chính xác.

III. Phương Pháp Tính Toán Hóa Học Với Gaussian 98

Gaussian 98 sử dụng nhiều phương pháp tính toán khác nhau để mô phỏng các phản ứng hóa học. Các phương pháp này bao gồm lý thuyết Hartree-Fock, lý thuyết mật độ, và nhiều phương pháp khác.

3.1. Lý Thuyết Hartree Fock

Phương pháp Hartree-Fock là một trong những phương pháp cơ bản nhất trong hóa học lượng tử, giúp tính toán cấu trúc và năng lượng của phân tử.

3.2. Lý Thuyết Mật Độ DFT

Lý thuyết mật độ là một phương pháp mạnh mẽ, cho phép tính toán các tính chất của hệ thống nhiều electron một cách hiệu quả.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Gaussian 98 Trong Nghiên Cứu Hóa Học

Phần mềm Gaussian 98 đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực hóa học, từ nghiên cứu cơ bản đến phát triển sản phẩm mới. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phần mềm này để khảo sát nhiều phản ứng hóa học khác nhau.

4.1. Nghiên Cứu Phản Ứng Aldol Hóa

Nghiên cứu phản ứng aldol hóa cho thấy khả năng mô phỏng chính xác của Gaussian 98 trong việc dự đoán sản phẩm và cơ chế phản ứng.

4.2. Tính Toán Tính Chất Vật Lý Của Phân Tử

Gaussian 98 cũng được sử dụng để tính toán các tính chất vật lý như năng lượng liên kết, độ phân cực và các thông số khác của phân tử.

V. Kết Luận Về Ứng Dụng Tin Học Trong Hóa Học

Ứng dụng tin học trong hóa học, đặc biệt là thông qua phần mềm Gaussian 98, đã mở ra nhiều cơ hội mới cho nghiên cứu và phát triển. Tương lai của hóa học sẽ ngày càng phụ thuộc vào khả năng sử dụng công nghệ thông tin để giải quyết các vấn đề phức tạp.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Hóa Học

Sự phát triển của công nghệ thông tin sẽ tiếp tục thúc đẩy nghiên cứu hóa học, giúp các nhà khoa học có thể khám phá những điều chưa biết.

5.2. Khuyến Khích Ứng Dụng Công Nghệ Mới

Việc khuyến khích sử dụng các phần mềm tính toán hiện đại như Gaussian 98 sẽ giúp nâng cao chất lượng nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực hóa học.