Ab initio вычисления для нафталина и азулена
1.Подготовка структур
SMILES записи нафталина и азулена:
C1=CC=C2C=CC=C2C=C1 Azulene
C1CCC2CCCCC2C1 Naphtalene
Плоские структуры были получены при использования поля UFF для obgen и оптимизации в Mopac на уровне PM6
 |  |
Нафталин | Азулен |
2.Оптимизация геометрии в GAMESS
Из out файлов Mopac были получены входные файлы GAMESS для нафталина и азулена с модифицированными заголовками следующего содержания:
$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS SCFTYP=RHF RUNTYP=OPTIMIZE $END
$BASIS GBASIS=N31 NGAUSS=6 $END
$SYSTEM MWORDS=2 $END
$DATA
Результаты вычислений для нафталина и азулена
3.Расчет энергии методами Хартри-Фока и DFT в GAMESS
Для расчета энергии на основе выходных данных предыдущего пункта подготовлены файлы для расчета энергии двумя методами для каждой молекулы.
Для метода Хартри-Фока нафталин, азулен c заголовком:
$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS SCFTYP=RHF RUNTYP=ENERGY $END
$BASIS GBASIS=N31 NGAUSS=6 POLAR=POPN31 NDFUNC=1 $END
$GUESS GUESS=HUCKEL $END
$SYSTEM MWORDS=2 $END
$DATA
Результаты вычислений для нафталина и азулена
Для метода DFT нафталин, азулен с заголовком:
$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS DFTTYP=B3LYP RUNTYP=ENERGY $END
$BASIS GBASIS=N31 NGAUSS=6 POLAR=POPN31 NDFUNC=1 $END
$GUESS GUESS=HUCKEL $END
$SYSTEM MWORDS=2 $END
$DATA
Результаты вычислений для нафталина и азулена
4.Сравнение методов расчета энергии
Метод / Вещество |
Хартри-Фок |
DFT |
Naphtalene |
-383.3545956094 |
-385.6398088621 |
Azulene |
-383.2824744536 |
-385.5856055047 |
Δ, Hartree |
0.0721211559 |
0.0542033574 |
Δ, kCal/mol |
45.3 |
34.0 |
Согласно экспериментальным данным, энергия изомеризации нафталина в азулен составляет 35.3±2.2 kCal/mol, что очень хорошо соответствует значению, полученному методу DFT. Метод Хартри-Фока, в данном случае, дает слишком большую ошибку.
5.HOMO/LUMO
С помощью gabedit получены изображения HOMO и LUMO для обеих рассматриваемых молекул.
Орбиталь / Вещество | HOMO | LUMO |
Нафталин |  |  |
Азулен |  |  |
|