Versuch 7 - Friedrich-Schiller-Universität Jena

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Versuch 7 - Friedrich-Schiller-Universität Jena

Friedrich-Schiller-Universität Jena

Institut für Physikalische Chemie

WPF 3 Theoretische Chemie

Computerübungen SS 2011

D. Bender

M. Aßmann

Wahlpflichtfach Theoretische Chemie / Quantenchemie

Computerübungen im Sommersemester 2011

Übung 7 — Weitere Eigenschaften der Wellenfunktion:

Elektronendichte und Ladungsverteilung

Versuchsziele:

• Analyse der Elektronendichte

• Analyse der molekularen Ladungsverteilung (Atomladungen und elektrostatisches

Potential)

• Interpretation der Ergebnisse

Aufgaben und Durchführung

Ladungen, Elektronendichte und elektrostatisches Potential im Formaldehyd

Berechnungsniveau: HF/3-21G*

Überlegen Sie im Vorfeld der Berechnungen, an welchen Stellen im Molekül die positive

und die negative Ladung lokalisiert sind. Bauen“ Sie Formaldehyd in GaussView auf;


optimieren Sie das Molekül und berechnen Sie die folgenden Flächen:

• Den Raumbereich, für den die Elektronendichte 0.002 bzw. 0.08 beträgt.

• Den Raumbereich, für den das elektrostatische Potential bestimmte Werte (z. B. -20,

-40, -57 kcal/mol) annimmt.

• Die Karte des elektrostatischen Potentials auf der Fläche der Elektronendichte von

0.002.

Wie kann man die erhaltenen Ergebnisse interpretieren Welche Darstellung ist informativer

Geben Sie die Werte der Mulliken-Ladung für jedes Atom an! Stimmen die Ergebnisse

mit Ihrer intuitiven Vorhersage überein


Friedrich-Schiller-Universität Jena

Institut für Physikalische Chemie

WPF 3 Theoretische Chemie

Computerübungen SS 2011

D. Bender

M. Aßmann

Vorhersage von Azidität und Basizität

Bauen“ und optimieren Sie (auf HF/3-21G*-Niveau) Ethanol, Essigsäure und Salpetersäure.

Berechnen Sie die Karte des elektrostatischen Potentials auf der Fläche der Elek-


tronendichte für einen Wert von 0.002. Stellen Sie die drei Flächen nebeneinander dar. Wie

groß ist der Wert des elektrostatischen Potentials für die sauren Wasserstoffe Wie groß

sind die Mulliken-Ladungen Sind diese Ergebnisse unter dem Gesichtspunkt der Azidität

der drei Moleküle vernünftig


Bauen“ und optimieren Sie nun (auf HF/STO-3G-Niveau) Imidazol und Pyrazol. Untersuchen

Sie deren elektrostatisches Potential und die Atomladungen. Welcher Stickstoff

wird in jedem Molekül bevorzugt protoniert Welche Substanz ist basischer Erläutern Sie

Ihre Ergebnisse!

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