Ćwiczenia 9 - 14

Modelowanie molekularne

metodami chemii kwantowej

Dr hab. Artur Michalak Zakład Chemii Teoretycznej

Wydział Chemii UJ

http://www.chemia.uj.edu.pl/~michalak/mmod2007/

Informacje do ćwiczeń

9-12

Ćwiczenia 9 - 14

Ćwiczenie 10.

Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa w układach aromatycznych

Ćwiczenie 11.

Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej podstawionych pochodnych benzenu

Ćwiczenie 12.

Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji prostych cząsteczek.

Ćwiczenie 13.

Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form

tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon Ćwiczenie 14.

Projekt własny Ćwiczenie 9.

Wyznaczanie TS,

reakcja SN2: Cl^- + CH₃-Cl



Cl-CH3 + Cl ^–

Ćwiczenie 14.

Projekt własny Ćwiczenie 9.

Wyznaczanie TS,

reakcja SN2: Cl^- + CH₃-Cl



Cl-CH3 + Cl ^– Ćwiczenie 10.

Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa w układach aromatycznych

Ćwiczenie 11.

Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej podstawionych pochodnych benzenu

Ćwiczenie 12.

Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji prostych cząsteczek.

Ćwiczenia 9 - 14

Ćwiczenie 13.

Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form

tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon

WykWykłład 30.05.2006ad 30.05.2006 zagadnienia om

zagadnienia omóówionewione

Ćwiczenie 10.

Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa w układach aromatycznych

Ćwiczenie 11.

Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej podstawionych pochodnych benzenu

Ćwiczenie 12.

Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji prostych cząsteczek.

Ćwiczenie 13.

Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form

tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon Ćwiczenie 14.

Projekt własny Ćwiczenie 9.

Wyznaczanie TS,

reakcja SN2: Cl^- + CH₃-Cl



Cl-CH3 + Cl ^–

Ćwiczenia 9 - 14

Obowi

Obowiąązkowezkowe

2 z 4 (do wyboru) 2 z 4 (do wyboru) lublub Projekt wProjekt włłasnyasny

Ćwiczenie 10.

Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa w układach aromatycznych

Ćwiczenie 11.

Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej podstawionych pochodnych benzenu

Ćwiczenie 12.

Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji prostych cząsteczek.

Ćwiczenie 13.

Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form

tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon Ćwiczenie 14.

Projekt własny Ćwiczenie 9.

Wyznaczanie TS,

reakcja SN2: Cl^- + CH₃-Cl



Cl-CH3 + Cl ^–

Ćwiczenia 9 – 14 (gr. organiczna)

2 z 5 (do wyboru) 2 z 5 (do wyboru) lublub Projekt wProjekt włłasnyasny

Ć Ć wiczenie 9 wiczenie 9 Optymalizacja TS

Optymalizacja TS - - dodatkowe informacje dodatkowe informacje

Poszukiwanie TS na PES

1.

TS

1. Wyznaczenie przyblizenia TS w oparciu o obliczenia dla

tzw. „ścieżek reakcji”;

2. Optymalizacja TS 3. Weryfikacja TS;

Ć Ć wiczenie 9 wiczenie 9 Optymalizacja TS

Optymalizacja TS - - dodatkowe informacje dodatkowe informacje

Program GAMESS:

Punkt 2. Optymalizacja TS

• grupa $CNTRL:

RUNTYP=SADPOINT

Ć Ć wiczenie 9 wiczenie 9 Optymalizacja TS

Optymalizacja TS - - dodatkowe informacje dodatkowe informacje

Program GAMESS:

Punkt 2. Optymalizacja TS

• grupa $CNTRL:

RUNTYP=SADPOINT

stosowany domy

stosowany domyśślnie w GAMESS algorytm optymalizacji TSlnie w GAMESS algorytm optymalizacji TS wymaga podania

wymaga podania HessianuHessianu

Poszukiwanie TS na PES

1.

TS

1. Wyznaczenie przyblizenia TS w oparciu o obliczenia dla

tzw. „ścieżek reakcji”;

2a. Obliczenia częstości – wyznaczenie hessianu;

2b. Optymalizacja TS – hessian z 2a wklejony do inputu;

3. Weryfikacja TS;

Ć Ć wiczenie 9 wiczenie 9 Optymalizacja TS

Optymalizacja TS - - dodatkowe informacje dodatkowe informacje

Program GAMESS:

2a. Geometria znaleziona w 1;

punkt o najwyższej energii / zmiana znaku gradientu

• grupa $CNTRL: RUNTYP=HESSIAN

• do inputu 2b należy skopiować z utworzonego w 2a pliku nazwa.dat całą grupę $HESS

$HESS tekst liczby liczby ...

$END

Ć Ć wiczenie 12 wiczenie 12 MP2, potencja

MP2, potencja ł ł y jonizacji y jonizacji

Perturbacyjna metoda MP2 Perturbacyjna metoda MP2

Program GAMESS:

• grupa $CNTRL:

zmienna MPLVL=2

• grupa $MP2

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

I = E^N-1 - E^N = E⁺ - E⁰

I = E^N-1 - E^N = E⁺ - E⁰

Metoda HF – twierdzenie Koopmansa:

I_i = -e_i

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

I = E^N-1 - E^N = E⁺ - E⁰

Metoda HF – twierdzenie Koopmansa:

I_i = -e_i

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

Energia

I = E^N-1 - E^N = E⁺ - E⁰

Metoda HF – twierdzenie Koopmansa:

I_i = -e_i

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

Energia

Założenie: brak relaksacji orbitali

I = E^N-1 - E^N = E⁺ - E⁰

Energia

I E⁰ E⁺

E⁺, E⁰

energia dla kationu i cz. obojętnej z osobnych obliczeń SCF

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

I = E^N-1 - E^N = E⁺ - E⁰

Energia

I E⁰ E⁺

E⁺, E⁰

energia dla kationu i cz. obojętnej z osobnych obliczeń SCF

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

Geometria?

Geometria?

I_v = E⁺(R⁰₀) – E⁰(R⁰₀)

Energia

I_v

E⁰(R) E⁺(R)

R⁰₀ R⁺₀

I_v – wertykalny pot. jonizacji

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

optymalizacja geometrii dla cz. obojętnej;

ta sama geometria w obliczeniach

dla kationu

Energia

I_v

E⁰(R) E⁺(R)

R⁰₀ R⁺₀

I_v – wertykalny pot. jonizacji

I_a – adiabatyczny

I_a

I_v = E⁺(R⁰₀) – E⁰(R⁰₀) I_a = E⁺(R⁺₀) – E⁰(R⁰₀)

Potencja

Potencja ł ł jonizacji jonizacji

optymalizacja geometrii dla cz. obojętnej;

ta sama geometria w obliczeniach

dla kationu

optymalizacja geometrii osobno

dla cz. obojętnej i dla kationu

Przypomnienie

Enkefalina metioninowa, konformacje - do przedostatnich ćwiczeń włącznie

czyli do 5.06

cdn