Giáo án điện tử chuyên đề Hoá học 10 cánh diều Bài 10: Tính tham số cấu trúc và năng lượng của phân tử

NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG

Chúng ta có thể tính được các số liệu về độ dài liên kết, góc liên kết,... của phân tử hay không?

BÀI 10: TÍNH THAM SỐ CẤU TRÚC VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA PHÂN TỬ

NỘI DUNG BÀI HỌC

...........................................

Bước 3: Nhấn chuột phải lên file C6H5OH.mop, Open with NotePad, ở dòng trống trên cùng thêm lệnh OPT và ENPART.

Bước 4: Nháy đúp chuột trái vào file C6H5OH.mop, chương trình sẽ chạy và kết thúc trong vài giây (nếu không thấy chạy thì nhấn chuột phải vào C5H6OH.mop, Open with để mở bằng MOPAC2016.exe). Thêm 2 file mới xuất hiện có đuôi C6H5OH.out và C6H5OH.arc

Bước 5: Hiển thị kết quả

+ Mở file có đuôi C6H5OH.out bằng NotePad. 

+ Phần kết quả:

Như vậy, kết quả này cho biết nhiệt tạo thành (ở điều kiện chuẩn, theo tính toán PM7) là -92,7 kJmol^-1 phù hợp với kết quả thực nghiệm là -90,4 kJmol^-1. Tổng năng lượng của phân tử phenol là -1113,0 eV^* (đơn vị eV trong file C6H5OH.out ghi là EV).

Đối với đơn chất, có sử dụng giá trị enthalpy tạo thành theo MOPAC không? 

Đối với đơn chất: Sử dụng enthalpy tạo thành của đơn chất (ở dạng bền vững nhất) bằng 0 ở điều kiện chuẩn thay cho giá trị tính từ MOPAC

Kết quả mặc định enthalpy tạo thành theo MOPAC ở dạng nào? 

Kết quả mặc định enthalpy tạo thành theo MOPAC là của chất ở thể khí

Để quan sát cấu trúc nhận được sau khi tính, để biết độ dài liên kết, góc liên kết, chọn công cụ nào?

Nháy chuột phải lên C6H5OH.arc à rename, thêm .mop; Trong menu File của 3D Viewer à Open à Files of Type à MOPAC Z-Matrix à file C6H5OH.arc.mop sẽ hiện hình ảnh 3D của phenol

Để biết độ dài liên kết, góc liên kết: chọn công cụ               à nháy chuột lên các nguyên tử tương ứng cho kết quả độ dài các liên kết d(O – H) là 0,987 Å, d(C – O) là 1,359 Å, góc liên kết HOC = 112,319^o

Độ dài của các liên kết d(O – H) là 0,956 , d(C – O) là 1,364 , góc liên kết HOC = 109^o

Chú ý:

Các kết quả trên là cho phenol ở pha khí. Để nhận được kết quả phenol trong dung dịch nước thì cần thêm lệnh EPS = 78.4 (chú ý dấu “.” chứ không phải là dấu “,”; giá trị này là hằng số điện môi của nước ở 25^oC, có thể tính trong dung môi khác bằng cách thay đổi thích hợp giá trị này) sau OPT (phải viết cách OPT ít nhất một kí tự). Mục “NET ATOMIC CHARGES AND DIPOLE CONTRIBUTIONS” cho kết quả diện tích của từng nguyên tử với số thứ tự tương ứng (di chuyển chuột lên nguyên tử trong 3D Viewer để biết số thứ tự nguyên tử)

Luyện tập: Tính lại cấu trúc của C6H5OH trong dung môi nước. Các giá trị nhiệt tạo thành, năng lượng tổng, độ dài liên kết O – H và góc HOC là bao nhiêu? 

Trả lời: 

Bước 1: Sử dụng ChemSketch để vẽ cấu trúc 2D của chất, vào Tools à 3D Structure Optimization à3D viewer để hiện cấu trúc 3D. 

Bước 2: Trong 3D Viewer, FileàSave As à đặt tên file là C6H5OH, lưu dưới dạng .mop (phần Save as type chọn MOPAC Z-Matrix) vào một thư mực nào đó (không để thư mục có đường dẫn bằng Tiếng Việt). 

Bước 3: Nhấn chuột phải lên file C6H5OH.mop, Open with NotePad, ở dòng trống trên cùng thêm lệnh OPT EPS=78.4 và ENPART. 

Bước 4: Nháy đúp chuột trái vào file C6H5OH.mop, chương trình sẽ chạy và kết thúc trong vài giây (nếu không thấy chạy thì nhấn chuột phải vào C5H6OH.mop, Open with để mở bằng MOPAC2016.exe). Thêm 2 file mới xuất hiện có đuôi C6H5OH.out và C6H5OH.arc

Bước 5: Hiển thị kết quả

+ Mở file có đuôi C6H5OH.out bằng NotePad. 

+ Phần kết quả:

Như vậy:

- Giá trị nhiệt tạo thành trong dung môi nước là -117,62070 kJ/mol

- Năng lượng tổng: -1112,9779 Ev

- Để quan sát cấu trúc nhận được sau khi tính, nháy chuột phải lên file C6H5OH.arc, chọn rename để thêm .mop vào cuối; nhận được file C6H5OH.arc.mop

- Trong menu File của 3D Viewer vào Open, phần File of Type chọn MOPAC Z – Matrix rồi chọn file C6H5OH.arc.mop sẽ hiện hình ảnh 3D của phenol.

--------------- Còn tiếp ---------------