Химия и химические технологии/2.
Теоретическая химия
Д.х.н., проф. Бабкин В. А., к.п.н. Диканова Е.Г,
к.т.н., доц. Шестеркин В.Д.
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Себряковский филиал, Россия
Квантово-химический расчет молекулы пропаналя
Целью настоящей работы
являются квантово-химический расчет молекулы пропаналя С5Н10O методом СNDO/2 в параметризации
Сантри-Попла-Сегала [1,2] с оптимизацией геометрии по всем параметрам
стандартным градиентным методом в приближении изолированной молекулы в газовой
фазе и оценка его кислотной силы.
Таблица
Длины
связей и валентные углы пропаналя
|
Длина связей |
R,Е |
Валентные
углы |
Град.
|
|
O(1)-С(2) |
1.27 |
С(3) -C(2)-C(1) |
25 |
|
С(2)-С(3) |
1.46 |
С(4)-C(3)-C(2) |
5 |
|
С(3)-С(4) |
1.46 |
С(5)-C(2)-C(1) |
200 |
|
С(2)-С(5) |
1.46 |
С(6)-C(5)-C(2) |
-5 |
|
С(5)-С(6) |
1.46 |
H(7)-C(4)-C(3) |
-1 |
|
С(4)-H(7) |
1.12 |
H(8)-C(4)-C(3) |
114 |
|
C(4)-H(8) |
1.12 |
H(9)-С(4)-С(3) |
-120 |
|
С(4)-H(9) |
1.12 |
H(10)-С(3)-С(2) |
124 |
|
С(3)-H(10) |
1.12 |
H(11)-С(3)-С(2) |
-123 |
|
С(3)-H(11) |
1.12 |
H(12)-С(6)-С(5) |
1 |
|
С(6)-Н(12) |
1.12 |
H(13)-С(6)-С(5) |
120 |
|
С(6)-Н(13) |
1.12 |
H(14)-С(6)-С(5) |
-114 |
|
С(6)-Н(14) |
1.12 |
Н(15)-С(5)-С(2) |
123 |
|
С(5)-Н(15) |
1.12 |
Н(16)-С(5)-С(2) |
-124 |
|
С(5)-Н(16) |
1.12 |
|
|
|
С(5)-Н(16) |
1.12 |
|
|
Результаты расчетов
Геометрическое и
электронное строение, общая энергия пропаналя (С5Н10O)-Е0, суммарная энергия
связей – Есв показана на рис. Используя известную формулу [ 3] рКа= 43,7-190.3
* qH+max( CNDO/2 R= 0,97 , R- коэффициент корреляции) для
исследуемой молекулы С5Н10O (qH+ = +0,02, см. рис 1) определяем рКа = +39.9.
Таким образом,
выполненный квантово-химический расчет молекулы пропаналя методом CNDO/2 позволит получить оптимизированное
электронное и геометрическое строение этого соединения. Теоретическая оценка
кислотной силы пропаналя рКа = +39.9 показала, что он относится к классу очень
слабых Н-кислот (рКа> +14).
Рис. Геометрическое и электронное строение пропаналя (EO = -34.43 A.U., ECB = -4.66 A.U., D = 0.62 dB)
Литература:
1.Сегал Дж.
Полуэмпирические методы расчета электронной структуры.-М.:Мир, 1980-327с.
2.Pople I.A. BeveridgeD. In Approximate Molecular Orbit Theory. Mc. Grew-Hill, 1970, p.214.
3.Бабкин
В.А.Строение активных центров.Механизм инициирования и роста цепи катионной
полимеризации олефинов в присутствии комплексных катализаторов. Институт
химической физики им. Лауреата Нобелевской премии академика Н.Н. Семенова,
1999г., 214с.