Gaussian中怎么设定金属离子氧化性顺序的带电等问题

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做的是金属离子的螯合,如图中Pb,想让它带2个正电荷变成Pb2+怎么弄呢?刚学Gaussian,请问怎么在高斯中给金属离子设定电荷呀?
做的是金属离子的螯合,如图中Pb,想让它带2个正电荷变成Pb2+怎么弄呢?用的Gaussianview建模。
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多谢!:hand:
补充:个人的做法是:
Gaussview中Edit-&Atomic Group 然后修改
不知道对不对?
问题比较多,刚学,菜鸟。求教上面的问题。:hand:(本文来自互联网,不代表搜站(/)的观点和立场)本站所有内容来自互联网,若本站收录的信息无意侵犯了贵司版权,请给我们来信(),我们会及时处理和回复,谢谢编辑推荐最近更新您所在位置: &
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高 斯 使 用 指 南 郭 勇
新 疆 大 学 化 学 化 工 学 院
(物化 专 业 硕 二)
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致谢:感谢贾殿赠教授,刘浪讲师,刘广飞讲师,黄玉带老师,张丽 老师和实验室所有研究生(彭邦华,冯婷,许冠城和柴卉,特 别是许冠城在电脑方面)在笔者学习高斯期间给予的支持和帮 助! 感谢大话西游论坛,厦门大学量化论坛,北京大学量化论坛, 宏剑公司技术服务部,高斯公司技术服务部,CCL,量子化学 软件中文网(斑竹:ZORK )在笔者学习高斯过程中给予的帮 助! http://202.205.10.8/board.php?name Gaussian http://ctc./cgi-bin/leoboard.cgi http://162.105.22.221/cgi-bin/leoboard.cgi
http://www.ccl.net/ http://zorkov.nease.net/
声明:本书参考了吴国是老师《清华高斯讲义》;《G03 使用说明》中 译本(ZORK 译)和英文原本;《Explorer Chemistry with Electronic Structure Methods》中译本(ZORK 译)和英文原本。在此向他 们为量化计算在我国的发展所做的贡献致谢! 每一章节最后一部分的“论坛上的讨论内容”来自大话西游论 坛,厦门大学量化论坛,北京大学量化论坛。向所有参与论坛 1 讨论的朋友致谢! 本书是笔者结合书本和自己的体会总结而成。由于学习时间不 长(2003.11-至今),内容方面还有很多不足,主要如下: 1.
优化,频率,能量,光谱和组态相关等详细的计算原理; 2.
金属配合物(特别是多核配合物),块体材料(包括周期性 体系)和纳米材料的分子建模,也就是如何构建它们的输入 文件;QM/MM 计算, ONIOM 计算;CASSCF 计算; 3. 其他量化软件的使用介绍(如 ADF ,sybyl 等); 4.
分子模拟的知识和相应软件的介绍。 希望对以上这些内容熟悉的朋
正在加载中,请稍后...摘要:取代苯亲电取代反应定位规律是有机化学的重要内容。通过借助Gaussian软件计算了系列取代苯的苯环电荷密度,分析取代苯亲电取代反应定位规律。结果表明,从反应物电子效应这个角度去解释取代苯亲电取代反应定位规律,与共振理论解释的结果一致。该教学方法中运用Gaussian软件,将复杂的共振杂化反应机理简单化,增加了课堂生动性,提高了教学质量。关键词:G取代苯;亲电取代;定位Gaussian软件是一种功能强大的量子化学计算软件,界面友好,便于操作,已被广泛应用。Gaussian软件包中的密度泛函理论是目前多种领域中电子结构计算的领先方法,在物理和化学上都有广泛的应用,特别是用来研究分子的性质,是计算化学领域最常用的方法之一。目前,该软件不仅在科学研究方面发挥了重要的作用,同时也成为有机化学教学中重要的工具。对于传统教学手段难以表达的抽象的有机化学问题,可以借助Gaussian软件辅助课堂教学,将抽象的化学知识简单化、形象化,帮助学生理解复杂的有机反应机理,提高学生学习积极性。本文以取代苯亲电取代反应定位规律的教学为例,介绍Gaussian软件在有机化学教学中的应用。一、取代苯亲电取代反应定位规律及其传统教学方法苯环的亲电取代反应中,第二个取代基进入的位置,取决于原来取代基,故称原有的取代基为定位基。定位基使亲电试剂主要进攻其邻、对位,并使其邻、对位产物超过60%者称为邻、对位定位基,如:氨基、羟基;定位基使亲电试剂主要进攻其间位,并使其间位产物超过60%者称为间位定位基,如:氰基、硝基。取代苯的亲电取代反应定位规律是有机化学教学的一个重要内容,目前的有机化学教学中一般采用经典的共振杂化理论分析第一步反应形成的碳正离子反应中间体的稳定性,通过比较其稳定性来解释取代基对反应活性的影响以及定位规律。二、基于Gaussian软件辅助教学的探讨对苯来说,其环上电子云密度是平均分布,但当引入一个取代基后,由于取代基的影响,会使苯环上电子云密度分布发生变化,电荷密度出现交替分布的现象,结果造成苯环各位置上发生亲电取代反应的难易程度不同。通过分析取代苯环上不同位置的电子云密度,能很好地预测亲电取代发生的位置和难易程度。本文采用Gaussian03软件的密度泛函理论在B3LYP/6-311++G**水平对5种典型的取代苯分子几何构型进行了全优化,计算了苯环电荷密度。具体的结果和分析方法如下:1.苯Gaussian计算结果如图1所示。苯环分子是平面正六边形,6个碳与6个氢处于同一平面;6个碳碳单键键长均等,为140 pm,处于碳碳单键(154pm)和双键(134pm)之间;6个碳氢键键长均为108pm,键角均为120°;电荷平均分布,各碳原子的电荷密度均为-0.204。电子云对称、均匀地分布在环平面的上下方,电子离域于整个环状体系中,苯环中没有单双键的区别。由于环性离域电子流动性较大,能够向亲电试剂提供电子。因此,苯易发生亲电取代反应。2.甲苯Gaussian计算结果如图2所示。甲基为SP2杂化,键角分别为107.4°、111.0°,类似四面体结构;甲基引入后,苯环的电荷分布发生改变,2、4、6位碳原子电荷密度较高,分别为-0.205、-0.213、-0.205,有利于亲电反应的发生。因此,甲基为弱活化的邻、对位定位基。在甲苯中,甲基碳原子为SP3杂化,与其相连的苯环碳原子为SP2杂化,S轨道成分更多,吸电子能力更强,因此甲基表现为给电子诱导作用,使苯环上电荷密度增加,更有利于亲电试剂的进攻,甲基为活化基团。但由于在共轭体系中,电子云的传递是交替极化,即使甲基的邻位和对位上电荷密度增加的更多些,所以亲电试剂主要进攻邻位和对位。3.苯酚Gaussian计算的结果如图3所示。苯酚为一个平面分子,酚羟基的碳氧键键长(137pm)比甲醇中的碳氧键(143pm)稍短;羟基引入苯环后,使苯环电荷分布发生了改变,邻、对位电荷密度增加,分别为-0.285、-0.236、-0.252。邻、对位的电荷密度较高,有利于亲电反应的进行,因此羟基为强活化的邻、对位定位基。苯酚羟基氧原子未共用电子对处于p轨道上,该p轨道与苯环的轨道发生p-共轭,氧上未共用电子对离域到苯环上。羟基对苯环所起的给电子共轭作用超过它对苯环的吸电子诱导作用,使苯环电子云密度增加,增强了反应活性,有利于亲电取代反应的发生,为活化基团。吸电子诱导效应与给电子共轭效应的共同作用下,邻、对位的电荷密度增加,与甲苯相似。羟基的供电性大于甲基的供电性,苯酚比甲苯更容易进行亲电取代反应。4.硝基苯Gaussian计算的结果如图4所示。硝基中两个氮氧键均为122pm,证实硝基为3中心4电子的大键;硝基苯为一个平面分子,硝基与苯环能形成-共轭的大共轭体系;硝基的引入使得苯环电子云密度降低,其间位电子云密度相对较高,为-0.195,有利于亲电反应的进行。因此,硝基为强钝化的间位定位基。由于硝基中氮、氧的电负性大于碳,诱导效应使芳环上电子云密度降低。硝基中氮、氧原子为SP2杂化,氮、氧原子p轨道相互重叠,形成3中心4电子的大键。硝基大键与苯环大键发生共轭,形成一个更大的共轭体系。在这个大共轭体系中,由于氧的电负性较大,使共轭体系中电子云向氧一边偏移,表现为吸电子性。总的结果是:诱导和共轭方向一致,都使苯环电子云密度降低,亲电取代比苯更难,为钝化基团。硝基的引入使邻、对位的电荷密度相对降低更多,间位电荷密度相对较高,有利于亲电反应的进行。5.氯苯Gaussian计算结果如图5所示。碳氯键键长为176pm,比氯甲烷的碳氯键(178pm)键长略短。氯原子引入后,苯环的2、4、6位电荷密度降低较少,分别为-0.226、-0.207、-0.035,邻、对位更有利于亲电试剂进攻,因此氯素为弱钝化邻、对位定位基。氯原子的电负性强于碳原子,因此存在较强的吸电子诱导效应;同时氯原子为SP2杂化,其原子上p电子与苯环可形成给电子的p-共轭,但是这种作用很弱,不足以抵消其强吸电子诱导作用,因此总趋势使苯环上的电子云密度降低。亲电试剂主要进攻电子云密度较高的邻、对位。氟苯、溴苯、碘苯与氯苯相似。三、结束语通过分析苯环电荷密度很好地解释了其亲电取代的定位规律,与共振理论解释的结果一致。运用现代量子化学手段,将复杂的共振杂化反应机理简单化,建立一个清晰的反应模型,使学生易学易懂,提高教学质量,是有机化学化学取代苯亲电取代反应定位规律教学的一种新方法。亲电取代反应的本质在于亲电试剂进攻电荷密度较高的部分。本教学方法借助Gaussian软件分析了苯环的电荷密度, 并可通过Gaussian View界面给学生清晰地展示取代苯的苯环电荷分布示意图。使学生对复杂的取代苯亲电取代的反应机理的认识更加清晰,为进一步深入学习有机反应建立了系统的理论基础。Gaussian软件是一种功能强大的量子化学计算软件,让Gaussian走进有机化学的课堂教学中,必将使学生对有机化学的许多基本理论产生更加清晰的认识,降低教学难度,提高学生学习的兴趣。参考文献[1]赵丽娇,钟儒刚,甄岩.计算化学软件在大学有机化学教学中的应用[J].计算机与应用化学,): [2]冯晓琴,任福德,曹端林.Gaussian量子化学模拟对芳烃硝化机理的探索[J].大学化学, ): 37~39[3]张红梅,陈国力,刘梅, 等.共振论的应用及量子化学探讨[J]. 化学教育, ): 2~3[4]倪沛洲.有机化学[M].北京:人民卫生出版社, 2008[5]邢其毅.基础有机化学[M].北京:高等教育出版社,1993Applications of gaussian in teaching of electrophilic substitution reaction inmonosubstituted benzeneDeng Ping, Jiang QihuaChongqing medical university, Chongqing, 400016, ChinaAbstract: The orientation of electrophilic substitution reaction in monosubstituted benzene is an important aspect in teaching of organic chemistry. A series of monosubstituted benzene are fully optimized using Gaussian.The charge density of benzene rings are calculated and the orientation of electrophilic substitution are analyzed. The results show that we can discuss the electronic effect in order to explain electrophilic substitution, which is consistent with the resonance theory. The application of Gaussian gives a simpler teaching method, increases the vitality of courses and improves the quality of teaching.Key words: mon electr orientation
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您的意思是,如果是按fragment修改Pb离子的电荷数为2的话Pb2+的电荷是固定的?
如果在整体的分子上加两个电荷,按这样算下来,Pb离子电荷应该会小于+2?
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【讨论】Gaussian计算中的电荷分布与固定问题
最近总有电荷分布的问题在困扰着,没找到合适的解决方法,放上来大家讨论一下吧。
1. 在优化或是单点时可以固定某个原子的电荷吗?怎么解决?
2. Charge关键词可以指定“背景电荷”,用standard orientation指定的。那在优化时,所指定的这个坐标点和分子几何坐标是什么关系呢?这可能涉及到下一个问题了。
3. standard orientation,其坐标中心选择的是什么位置?在优化过程中是不是不变的?如果随着优化或是对称性而改变的话,那“背景电荷”和它会发生怎样的相对位移?
4. Gaussina中解释说在使用Charge时,要用nosymm和standard orientation;而在“noSymm"关键词中又解释说此时不能使用standard orientation,而是强制采用input orientation,不矛盾??
5. 在搜索相关问题时,看到了一个词叫做“点电荷封闭”,是Gaussian中的,是做什么用的?关键词的英文是什么?一时间找不到了。。。
6. 还有,这个“背景电荷”到底是个什么物理含义啊?正在找相关的文献,哪位虫友们有相关的资料?
最后,嘿,其实我最想解决的就是第一个问题:如何在优化中固定一个原子的电荷!!!!:rol::rol:
对了,还有,您说的实际上是热力学平衡时的一种状态,特别是绝热过程。但相对于在某个动力学过程中的某个点,还是有研究价值的。这一点,还有太多的工作没有做。
怎么测的? 谢谢
谁与谁相差比较大?
前一个谁应该是指计算得到的,后一个应该是指实验测量的。
前一个你用的什么结果?Mulliken布局分析的还是NBO分析的?mulliken分析结果经常是错的离谱的,不准确的,这是人所共知的,NBO分析用的是gaussian自带的3.0版本的程序,还是单独用5.0的版本重新算的?据说3.0的版本bug也不少。
还有后一个是怎么实验测量的?听听看,学习学习。。。
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