利用Gauss98计算软件研究单分子乙醇和单分子水分子之间的氢键精

1、利用Gauss98计算软件研究单分子乙醇和单分子水分子之间的氢键mg0824110朱磊，缪强南京大学化学化工学院摘要：单分子醋酸和单分子水之间的氢键作用，听起来虽然简单，但是由于醋酸中含有两类氢和两类氧，水中存在一个氧和两个氢，这使得实际存在的氢键作用的方式变得多样化。运用GaussView和Gauss98程序对醋酸和水之间的氢键进行研究。实验结果表明，单分子醋酸和单分子水之间形成单个氢键或者双氢键。在研究的四种形成单个氢键的情况下有两种情况下的氢键能量很接近。形成双氢键时总的能量明显低于形成单氢键时的总能量。关键词：Gauss98程序，GaussView醋酸，水，氢键AbstractAcet

2、icacidsingle-moleculeandsinglehydrogenbondsbetweenwatermolecules,althoughitsoundssimple,butbecauseofaceticacidcontainstwotypesoftwotypesofhydrogenandoxygeninthewaterthereisatwohydrogenandoxygen,makingtheactualexistenceofthehydrogenbondingMorevarietyintheway.GaussViewuseofaceticacidandGauss98processo

3、fthehydrogenbondsbetweenwaterandresearch.Theresultsshowthatasinglemoleculeofaceticacidandsinglewatermoleculebetweenasinglehydrogenbondordoublebond.Inthefourhydrogenbondstoformasinglecasewheretherearetwotypesofhydrogenenergyisveryclose.Two-timetoformhydrogenbondsofthetotalenergywassignificantlylowert

4、hantheformationofasinglehydrogenbondatthetimeoftotalenergy.KeywordsGauss98,GaussView,aceticacid,water,hydrogenbonds前言：Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。高斯功能：分子能量和结构，过渡态能量和结构，键和反应能量，分子轨道，多重矩，原子电荷和电势，振动频率，红外和拉曼光谱，核磁性质，极化率和超极化率，热力学性质，反应路径。计算可以对体系的基态或激发态执行。可以预测周期体系的能量，结构和分子轨道。因此，Gaussian可以作为功能强大的工具，用于研究许多化学领域的课

5、题，例如取代基的影响，化学反应机理，势能曲面和激发能等等。单分子醋酸和单分子水之间的氢键作用，听起来虽然简单，但是由于醋酸中含有两类氢和两类氧，水中存在一个氧和两个氢，这使得实际存在的氢键作用的方式变得多样化。所以研究单分子醋酸和单分子水之间的氢键作用还是有一定的实际意义的。本论文中应用GaussView和Gauss98程序，采用rb3lyp/6-311g基组进行计算，研究了单分子醋酸和单分子水之间形成氢键时五种不同的情况。实验部分：1 .运用GaussView软件，画出了五种不同的单分子醋酸和单分子水的组合情况。主要调节图中的水和醋酸分子中的氢原子和氧原子之间的距离和角度。使得做出的图形与真

6、实的情况下的差距尽量缩小，从而得到好的计算结果。将图形以*.gjf的格式保存。2 .将1中保存的结果传到实验用机上，在Linux系统下，编辑*gif文件，采用rb3lyp/6-311g基组进行计算，得到总的能量和氢键的键长。3 .编辑3中的*gif文件，将水分子中的原子作为诡原子，进行计算，计算出该状况下醋酸分子的能量。4 .编辑3中的*gif文件，将醋酸分子中的原子作为诡原子，进行计算，计算出该状况下水分子的能量。5 .将总能量减去醋酸分子和水分子的能量，即为该状况下氢键的能量。结果与讨论：1 .五种状况下画出的图形和计算优化后的图形对比情况一优化前后的图形，前图为未优化，后图为优化的情况二

7、优化前后的图形，前图为未优化，后图为优化的情况三优化前后的图形，前图为未优化，后图为优化的情况五优化前后的图形，前图为未优化，后图为优化的2 .计算结果：状况总育区(A.U.)单分子醋酸育面(A.U.)单分子水的育面(A.U.)氢键的育济(kcal)氢键的键长(A)1-305.504338-229.074241-76.4154649.1823541.9312-305.504303-229.073817-76.4162338.9439002.0553-305.501592-229.074556-76.4154559.2909131.9134-305.513212-229.074454-76.42

8、81426.6905112.2635-305.556861-229.1055576-76.43495810.256901.9701.7863 .结果讨论我们构建了五种模型，进行了计算。从实验结果我们可以看出，第一种和第三种模型计算出来的结果很接近，可能是有我们所构建的模型为同类模型。从计算结果中我们可以看出，单分子醋酸和单分子水之间形成单个氢键的时候，氢键能量在69(kJ)之间。而形成双氢键时的氢键总能量在30kJ左右。所以形成双氢键的能量要比单氢键高很多。参考文献1. Macromolecularassemblages:TheoryandsimulationJeremyH.LakeyB.V.

9、B.ReddyJudithMurray-Rust;CurrentOpinioninStructuralBiology2. AdensityfunctionaltheoryinvestigationofNbSi_n(n=16)clusters;赵普举；侯榆青；郭平；陈浩伟；任兆玉；J西北大学学报(自然科学版)，2005,(05)3. DFTStudiesonthePd_n(n=2_13)Clusters李春森；曹泽星；吴玮；林梦海；张乾二；高等学校化学学报，2005年01期4. NiobiumClusterStructuralStabilityandEnergetic:CalculationsandSimulations谭凯；林