您当前所在位置: 首页 >> 技术支持 >> 软件教程

教程(十)分子轨道(二)

关键词:分子轨道    发布时间:2019-07-07 11:22:13    点击数:132

(一)引言:

➢ 在量子化学计算中,通常需要绘制出分子轨道用于分析分子的物理化学性质。本系列将由简入深,逐渐介绍分子轨道的绘制、分子轨道的成分分析以及在实际研究中的作用。
➢ 前文以苯分子为例,介绍了分子轨道如何绘制。本文以N2分子为例,结合结构化学中的基本知识,来探讨N2分子的轨道组成。

(二)计算过程:

1. 准备fchk文件(windows版Gaussian用chk文件即可)
█ 软件版本Linux Gaussian 16, Windows GaussView 6,使用方法B3LYP/6-31G(d)
█ chk文件名为N2.chk,并利用formchk命令将N2.chk转换为 N2.fchk (具体可参考分子轨道(一))

2. 分子轨道的绘制
█ 参考分子轨道(一)的操作,绘制出N2分子所有的占据轨道以及LUMO轨道(共8个),如下图:
█ 根据结构化学中双原子分子轨道的内容再结合GaussView 6绘制出的分子轨道形状,可将轨道成分划分如下(参考本文知识背景)

◆ 可以发现,分子轨道能级计算结果和结构化学书上保持一致。从这个简单的例子出发,我们就可以更深刻、更形象地认识到原子轨道如何线性组合为分子轨道了。

◆ 从图中可知,HOMO轨道(7)的电子云主要分布在N-N键轴上,因此如果和金属形成配位作用时,主要在键轴方向发生配位作用,是给电子过程。LUMO轨道(8)的电子云为花瓣型,在与金属形成配位作用时,主要在键轴侧面发生配位作用,是得电子的过程。(见参考信息)


红外光谱计算设置


█ 细心的用户会发现,此例中GaussView显示N2分子的全部轨道数目为30,而不是结构化学中画出的14个轨道,这是为什么呢?

◆ 原因是我们使用的基组为6-31G(d),这个基组下每个N原子由15个基函数描述,因此N2就有30个基函数,即最终会组合出30个分子轨道。

(三)知识背景:

➢ 原子轨道线性组合为分子轨道简介:









➢ 分子轨道理论参考

█ 《结构化学基础》,周公度,第5版。

█ 吴新涛,卢嘉锡。固氮酶活性中心网兜模型研究的回顾和前瞻[J]. 科学通报, 1995, 40(7):577-581.

上一页1下一页
 
在线客服-1

在线客服-2