Giáo án chuyên đề Hoá học 10 kết nối Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng

HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV giới thiệu về phương pháp tính của hóa học tính toán.

- GV yêu cầu HS thực hành dưới dự hướng dẫn của GV để khởi chạy phần mềm MOPAC.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS theo dõi SGK, chú ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hoàn thành các yêu cầu, thảo luận nhóm.

- GV quan sát hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày

- Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

I. Mở đầu

- Hóa học tính toán sử dụng một số phương pháp tính dựa trên hai cơ sở:

+ Cơ học phân tử: Áp dụng các định luật vật lí cổ điển mô tả chuyển động của hạt nhân các nguyên tử trong phân tử mà không cần xem xét chuyển động và vai trò của các electron.

+ Cơ học lượng tử: Dựa vào phương trình Schrodinger để mô tả phân tử dựa trên sự chuyển động electron.

- Cách khởi chạy MOPAC (Windows-10)

+ Bước 1: Nháy chuột phải vào file MOPAC data set, ví dụ file Example_data_set.mop.

+ Bước 2: Chọn Open with. Bỏ chọn Always use this app to open.mop files.

+ Bước 3: Nháy chuột trái vào More apps. Bỏ chọn Always use this app to open.mop files.

+ Bước 4: Cuộn xuống dưới và chọn Look for another app on this PC.

+ Bước 5: Đi đến D:\Phanmem\MOPAC2016, nháy chuột trái vào MOPAC2016.exe. "MOPAC2016.exe" xuất hiện trong hộp thoại File name. Chọn Open.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

Nhiệm vụ 1: Tạo file dữ liệu

- GV tổ chức cho HS vừa đọc hiểu nội dung của một file dữ liệu đầu vào, vừa đọc các bước tiến hành, vừa thực hiện hoạt động 1 trang 68 SGK.

- GV nêu câu hỏi: Nội dụng của một file dữ liệu đầu vào để chạy chương trình tính MOPAC thường chứa nội dung gì?

(Trả lời: Tệp dữ liệu MOPAC thường gồm:

+ Một dòng từ khóa

+ Hai dòng văn bản do người dùng xác định.

+ Ma trận Z mô tả phân tử. Sau ma trận Z phải có một dòng trống hoặc một dòng số 0.)

Nhiệm vụ 2: Tính nhiệt tạo thành của phân tử bằng phương pháp bán kinh nghiệm

- HS thực hiện hoạt động 2 theo nội dung SGK và các bước của GV hướng dẫn.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS theo dõi SGK, chú ý nghe, tiếp nhận kiến thức, suy nghĩ trả lời câu hỏi, hoàn thành các yêu cầu.

- GV: quan sát và trợ giúp HS.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày

- Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

II. Tối ưu hóa cấu trúc hình học và tính nhiệt tạo thành của một cấu trúc phân tử bằng phương pháp bán kinh nghiệm

1. Tạo file dữ liệu:

Tệp dữ liệu MOPAC thường gồm:

+ Một dòng từ khóa.

+ Hai dòng văn bản do người dùng xác định.

+ Ma trận Z mô tả phân tử. Sau ma trận Z phải có một dòng trống hoặc một dòng số 0.

Hoạt động 1: Tạo file dữ liệu để tối ưu hóa cấu trúc của phân tử H₂O.

- Bước 1: Sử dụng Notepas hoặc Wordpad tạo file dữ liệu.

File dữ liệu để tối ưu hóa cấu trúc của phân tử và tính nhiệt hình thành của phân tử H₂O:

- Bước 2: Lưu file dữ liệu vào thư mục

"D:\Nguyen_Van_A\MOPAC_Working". Kiểu file là ".txt".

Ví dụ: "H2O_AM1.txt".

2. Tính nhiệt tạo thành của phân tử bằng phương pháp bán kinh nghiệm

Hoạt động 2: Tối ưu hóa cấu trúc của phân tử H­₂O bằng phương pháp bán kinh nghiệm.

 - Bước 1: Đổi file dữ liệu đã tạo ở hoạt động 1 sang đuôi ".mop".

Vào thư mục "D:\Nguyen_Van_A\MOPAC_Working",nháy chuột phải, chọn Rename rồi thay đuôi ".txt" thành đuôi ".mop".

- Bước 2: Nháy chuột phải vào file "H2O_AM1.txt".

Chọn Open with  MOPAC2016.exe.

Lúc này file dữ liệu "H₂O­­_AM1.mop" được chạy bằng MOPAC. Sau khi chạy xong, xuất hiện file kết quả tính "H₂O­­_AM1.out" trong thư mục "D:\Nguyen_Van_A\MOPAC_Working".