Page 20 - 白楊17.FIT)

2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 軌道是多核系統(tǒng)遙

淵1冤 進(jìn)一步理解分子軌道理論相關(guān)知識(shí)內(nèi)容遙 3.3 原子軌道線性組合及原則
淵2冤 基本掌握量子計(jì)算軟件 Gaussian 的使用操 分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性

作袁 并優(yōu)化分子構(gòu)型和繪制分子軌道遙 組合而得到 淵LCAO院 Linear Combination Of Atomic
淵3冤 嘗試?yán)糜?jì)算所得結(jié)果分析解決基本問(wèn) Orbitals冤袁 有幾個(gè)原子軌道就可以線性組合成幾個(gè)
題遙 分子軌道 淵圖 1冤遙 組合的結(jié)果有以下三種情況遙
3.實(shí)驗(yàn)原理 淵 1冤 成 鍵 分 子 軌 道 淵 Bonding Molecular
3.1 量子化學(xué)軟件與基礎(chǔ)知識(shí) Orbital冤院 分子軌道中一部分由對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原

Gaussian 是目前最常用的量子化學(xué)計(jì)算軟件袁 子軌道疊加而成袁 兩核間電子的概率密度增大袁 其
最新版本是 2016 年的 C.01 版遙 其功能十分強(qiáng)大袁 能量較原來(lái)的原子軌道能量低袁 有利于成鍵袁 則稱
可以完成幾何優(yōu)化堯 振動(dòng)分析堯 勢(shì)能面掃描堯 計(jì)算 為 野成鍵軌道冶遙
NMR 等多種任務(wù)遙 本實(shí)驗(yàn)采用的是 Windows 系統(tǒng) 淵 2冤 反 鍵 分 子 軌 道 淵 Antibonding Molecular

深 下的軟件袁 相比 Linux 系統(tǒng)而言袁 幾乎不需要專業(yè) Orbital冤院 同時(shí)袁 這些對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道也
度 的計(jì)算機(jī)知識(shí)遙 該軟件的輸入文件以 *.gjf 結(jié)尾 會(huì)相減形成另一種分子軌道袁 其結(jié)果是兩核間電子
教
研 淵gaussian job file冤袁 輸出文件以 *.out 或 *.log 結(jié)尾遙 的概率密度減小袁 其能量較原來(lái)的原子軌道能量

窯
課 此外還可以通過(guò)%chk 關(guān)鍵詞產(chǎn)生 *.chk 文件袁 存儲(chǔ) 高袁 不利于成鍵袁 則稱為 野反鍵軌道冶遙
程 計(jì)算時(shí)產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)袁 例如能量堯 結(jié)構(gòu)堯 分子軌 淵 3冤 非 鍵 分 子 軌 道 淵 Nonbonding Molecular
研
究 道等袁 為后續(xù)的波函數(shù)分析提供依據(jù)遙 Orbital冤院 這是一種特殊情況袁 由于組成分子軌道的
量子化學(xué)計(jì)算的精度是由理論方法和基組共同 原子軌道的空間對(duì)稱性不匹配袁 原子軌道沒(méi)有有效
18
決定的遙 密度泛函理論 淵Density Functional Theory袁 重疊袁 組合得到的分子軌道較原來(lái)的原子軌道能量
DFT冤 是目前主流的一類理論方法袁 其理論核心在 沒(méi)有明顯差別袁 所得的分子軌道則稱為 野非鍵軌

于院 體系基態(tài)的能量堯 波函數(shù)以及體系的各種性 道冶遙
質(zhì)袁 都是體系基態(tài)的電子密度分布的泛函遙 對(duì)于常
規(guī)分子體系袁 常用于幾何優(yōu)化和振動(dòng)分析的泛函有
B3LYP堯 M06-2X 和 PBE0 等幾種遙 由于密度泛函
具有一定的經(jīng)驗(yàn)性 淵但不能因此將其認(rèn)為是半經(jīng)驗(yàn)

的冤袁 不同的泛函在處理同一問(wèn)題時(shí)得到的結(jié)果有
時(shí)來(lái)去甚大袁 對(duì)于不同的體系需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇不
同的泛函遙
3.2 分子軌道概念

原子在形成分子時(shí)袁 所有電子都有貢獻(xiàn)袁 分子 圖 1 原子軌道線性組合成分子軌道
中的電子不再?gòu)膶儆谀硞€(gè)原子袁 而是在整個(gè)分子空 3.3 軌道三原則
間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)袁 在分子中電子的運(yùn)動(dòng)空間狀態(tài)可以 原子軌道線性組合成分子應(yīng)滿足軌道三原則院
用相應(yīng)的分子軌道波函數(shù) 追 來(lái)描述袁 即為 野分子 淵1冤 對(duì)稱性匹配原則院 只有對(duì)稱性匹配的原子

軌道冶 淵Molecular Orbital冤遙 分子軌道與原子軌道 軌道才能組合成分子軌道遙 原子軌道有 s堯 p堯 d 等
的主要區(qū)別在于院 在原子中袁 電子的運(yùn)動(dòng)只受 1 個(gè) 各種類型袁 從它們的角度分布函數(shù)的幾何圖形可以

原子核的作用袁 原子軌道是單核系統(tǒng)遙 而在分子系 看出袁 它們對(duì)于某些點(diǎn)堯 線堯 面等有著不同的空間
統(tǒng)中袁 電子則在所有原子核勢(shì)場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)袁 分子 對(duì)稱性遙 對(duì)稱性是否匹配袁 可根據(jù)兩個(gè)原子軌道的