分子模拟实验 溶剂化效应和红外光谱的模拟分子模拟实验 溶剂化效应和红外光谱的模拟 实验内容介绍: 本次实验主要内容是溶剂化效应和红外光谱模拟
何谓溶剂化效应,通常量子化学的讨论都是在真空中、绝对零度下、气相分子的性质,实际上大多数化学物质和过程都存在于介质(如各种溶剂)中,与孤立的气相分子相比,溶剂对溶质分子的性质及其参加的化学反应,都有可能有非常重要的影响
不同的溶剂不仅可以影响溶质分子的结构、反应平衡、反应速率,甚至可以改变反应进程和机理,得到不同的产物或产率
将这些影响称之为“溶剂化效应”
对溶剂化效应的模拟有三种模型:显式溶剂化模型、隐式溶剂化模型、显式隐式结合模型
显式模型主要是在溶质分子中加入真正的溶剂分子再进行优化模拟;隐式模型是连续介质模型,溶剂对溶质分子的作用称为反应场,通过场概念运用迭代方法的计算,直至自洽,称自洽反应场方法(SCRF),其中又包括:Onsager 模型、极化连续介质模型(PCM)
实验中,我们以反应 F- +CH3F = FCH3 +F-为例,进行溶剂化模型的建立以及反应优化计算
红外光谱模拟是分子光谱模拟的重要一项
分子的红外光谱是分子振动的反映,振动频率对应于红外光谱的一个谱峰,振子强度(由于振动而引起的分子偶极矩的变化)相应于光谱峰的高度
谱峰的高度则是由于诸如热效应等引起的展宽,与分子本身的振动性质关系不大,因此模拟分子的红外光谱,首先需要对分子进行振动频率分析
计算红外光谱时有以下几个原则:1、必须采纳优化的分子结构;2、结构优化和频率计算必须采纳同一理论水平;3、理论计算的频率为谐振动频率,一般偏高;4、理论计算的振子强度和实验峰高不具有可比性
实验中,我们以 H2O 分子为对象,作红外光谱的模拟计算
实验要求: 1、掌握溶剂化效应的概念和溶剂化模型,能做溶剂化效应对反应进程的模拟; 1、理解红外光谱的概念和模拟,作出不