После оптимизации в MOPAC нафталин оказался плоским, каким и должен быть, а вот азулен - нет. Тогда была использована для него оптимизация в силовом поле UFF.
Нафталин:
Азулен (без силового поля - слева; после UFF - справа):
В результате после оптимизации МОРАС были получены выходные файлы: azu.out ; nap.out . Далее они были переформатированы в gamin формат: azu_opt.inp ; nap_opt.inp . После оптимизации в GAMESS получены кординаты: азулен ; нафталин .
После подготовки для расчета в GAMESS по Хартри-Фоку и по теории функционала плотности были получены файлы:
Для Харти-Фока:
азулен ;
нафталин .
Для DFT:
азулен ;
нафталин .
После расчета по этим входным файлам в GAMESS получены данные:
После расчетов по Харти-Фоку:
азулен ;
нафталин .
После расчетов по теории DFT:
азулен ;
нафталин .
Как езультат всех манипуляций - расчет энергий систем:
| Вещество |
E Naptalene |
E Azulene |
delE , Hartree |
delE, kCal/mol |
Хартри-Фок |
-383,3549298 |
-383,2824824 |
0,072447344 |
45,46139436 |
DFT |
-385,640163 |
-385,5857456 |
0,054417361 |
34,14740949 |
Учитывая, что экспериментально полученное значение энергии для изомеризации нафталина в азулен составляет 35.3±2.2 kCal/mol, получается, что расчет по теории DFT более точен: полученное значение по DFT не выходит за рамки экспериментально полученных значений.
Задание 5. Построение орбиталей в MOLDEN
HOMO-highest occupied molecular orbital
Азулен: Нафталин:
LUMO (lowest unoccupied molecular orbital)
Азулен: Нафталин:
В случае HOMO для азулена и нафталина картины очень похожи, плотность в основном распределена между двумя соседними атомами углерода. В случае LOMO, плотность в основном сконцентрирована на единичных атомах. Стоит отметить, что ни в HOMO, ни в LOMO для нафталина нет плотности, распределенной между атомами С, которые объединяют два бензольных кольца (С-С мостик), в азулене - она есть.