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苯甲醛及其卡宾复合物的结构和红外光谱的密度泛函研究

时间:2019-08-13 05:29  来源:未知  阅读次数: 复制分享 我要评论

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  苯甲醛及其卡宾复合物的布局和红外光谱的密度泛函研究_能源/化工_工程科技_专业材料

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  苯甲醛及其卡宾复合物的布局和 红外光谱的密度泛函研究 答辩者: 张锦风 答辩者: 指点教员: 指点教员: 何云清 目次 选标题问题的和意义 物质布局图 反映机理 计较方式的阐述及物质布局图 成果与会商 结论 选标题问题的和意义 苯偶姻缩合反映是无机合成中主要的增 长碳链,生成α 羟基酮的方式。 长碳链,生成α-羟基酮的方式。研究苯甲 醛和催化剂反映生成的两头体的布局和红 外光谱特征具有很主要的意义。 外光谱特征具有很主要的意义 。 密度泛函 方式是计较速度快且计较成果切确的方式, 方式是计较速度快且计较成果切确的方式 , 选用该方式研究也具有前沿性。 选用该方式研究也具有前沿性。 物质布局图 反映机理 计较方式的阐述 采用密度函数方式, 采用密度函数方式 , 在 B3LYP/6-31+G(d,p) 程度上 LYP/6 31+G(d,p)程度上 在气相前提下对苯甲醛、 RC的布局进行了优化 的布局进行了优化, 在气相前提下对苯甲醛 、 RC 的布局进行了优化 , 进行 振动频次阐发获得了其红外光谱, 振动频次阐发获得了其红外光谱,我们对其特征振动频 率进行了指认,并与尝试数据进行了比力。 率进行了指认,并与尝试数据进行了比力。同时采用自 然键轨道(natural orbital,NBO)方式对其细致的 然键轨道(natural bond orbital,NBO)方式对其细致的 键 轨 道 分 析 和 自 然 电 荷 分 布 (natural population distribution,NPA )阐发。所有计较在Gaussian 98 长进 阐发。所有计较在Gaussian 行。 成果与会商 苯甲醛的布局和红外光谱 RC的布局和红外光谱 RC的布局和红外光谱 RC的键长特征 RC的键长特征 RC的NBO电荷阐发 RC的NBO电荷阐发 RC的红外光谱与特征频次指认 RC的红外光谱与特征频次指认 苯甲醛的红外光谱图 保守的讲堂讲授以教师、书本和讲堂为中 心 教师讲授行为 师生互动性不强 ,教师讲学生听的固定教 学体例 ,不克不及推进学生进修体例的转换 , 合作进修流于形式 苯甲醛的布局和红外光谱 在 B3LYP/6-31+G(d,p) 程度对苯甲醛分子进 LYP/6 31+G(d,p)程度对苯甲醛分子进 行布局优化, 行布局优化,对优化布局进行红外光谱振动频次 阐发, 发觉分子中羰基C =O双键的振动频次为 阐发 , 发觉分子中羰基 C1=O 双键的振动频次为 1775 cm-1 , 属于伸缩振动。 C1-H1 键伸缩振动的 属于伸缩振动 。 频次是2914 频次是2914 cm-1, 而1228 cm-1对应于C1-C2 单键 对应于C 的伸缩振动, 的伸缩振动,760 cm-1 对应于苯环上氢原子面外 弯曲振动模式, 弯曲振动模式,苯环内碳原子之间的伸缩振动频 率为1647 率为 1647 cm-1 。 别的苯甲醛的一些主要键长: 的键长为1 的键长是1 C1-O的键长为1.218 ?,C1-H1的键长是1.112 ?,C1C2的键长为1.481 ?。 的键长为1 以下是苯甲醛的气相红外光谱图(SIOC登录号 3210,CASNO 100-52-7),能够 看出在B3LYP/6-31+G(d,p)程度下的理论值与查到的气相谱图能比力好的吻合。 讲授过程中,推进师生交换互动 重视学生个别全面成长 以学论教, 以学论教, 全面改良教师脚色和讲授行为 组建消息手艺与课程整合讲授系统,建立 课程整合网上协作讲授模式 RC的键长特征 RC的键长特征 C2-C3的键长为1.581 ?(C-C键的平均键长 的键长为1.581 为0.1544nm,平均C=C的键长为134pm),申明 0.1544nm,平均C=C的键长为134pm),申明 在此反映复合物中C 在此反映复合物中C2、C3原子已无效成键; C2-O、C3-N1、C3-N2、N1-C4、N2-N3、C4-N3、 C2-C1的键长别离为1.323 ?, 1.369?、1.337?、 的键长别离为1.323 1.369? 1.337? 1.400 ?、1.368 ?、1.323 ?。通过比力我们可 以发觉RC中的C 以发觉RC中的C2-C3键长比苯甲醛中的C1-C2键 键长比苯甲醛中的C 长1.481 ?长,已无效成键。RC中的C2-O的键 长,已无效成键。RC中的C 长较苯甲醛中的C 长较苯甲醛中的C1-O键长较着增加。 RC的NBO电荷阐发 RC的NBO电荷阐发 在RC中C2的电荷为0.088 e,O的电荷为 RC中 的电荷为0.088 e, -0.868 e,C3的电荷为0.456 e,H1的电荷是 e, 的电荷为0.456 e, 0.179 e,N1的电荷是-0.372 e,N2的电荷为e, 的电荷是e, 的电荷为0.187 e,N3的电荷是-0.294 e, C4的电荷为 e, 的电荷是0.348 e.从这组数据我们能够发觉RC中C2几 e.从这组数据我们能够发觉RC中 乎呈电中性,这将有益于另一分子苯甲醛 上的羰基碳原子与之成键而生成苯偶姻。 RC的布局和红外光谱 RC的布局和红外光谱 乐趣化讲授策略 糊口化讲授策略 消息化讲授策略 探究性讲授策略 RC的红外光谱与特征频次指认 RC的红外光谱与特征频次指认 在程度B3LYP/6-31+G(d,p)程度对前述布局 在程度B3LYP/6-31+G(d,p)程度对前述布局 RC进行振动频次阐发 获得如图6的红外光谱。 RC进行振动频次阐发,获得如图6的红外光谱。 进行振动频次阐发, 对于复合物RC, 键伸缩振动频次为2687cm 对于复合物RC, C2-H1键伸缩振动频次为2687cm-1, C2-O的伸缩振动是1213 cm-1, 793 cm-1是C2-C3的 的伸缩振动是1213 伸缩振动频次, 伸缩振动频次,736 cm-1是苯环上氢原子面外弯 曲振动(沿分歧标的目的) 曲振动(沿分歧标的目的)。 结论 按照上述研究, 按照上述研究,呈电中性的卡宾加成到苯甲醛 的羰基碳原子上构成反映复合物RC。 的羰基碳原子上构成反映复合物RC。在本来的苯 甲醛中C 甲醛中C1和O的NPA电荷别离是0.394 e和-0.543 e, NPA电荷别离是0 而 RC中的C2 上的正电荷较之较着削减 , O上的负 RC中的 C 上的正电荷较之较着削减, 电荷添加, 原子几乎是电中性的, 电荷添加 , C2 原子几乎是电中性的 , 有益于另一 分子苯甲醛上的羰基碳原子与之成键, 分子苯甲醛上的羰基碳原子与之成键 , 生成苯偶 姻产品。 红外光谱证明了RC 中新的共价键C 姻产品 。 红外光谱证明了 RC中新的共价键 C2-C3 键的生成, 其伸缩振动频次是 793cm 键的生成 , 其伸缩振动频次是793cm-1 , 同时原 消逝, PhCHO分子中的C=O振动频次1775 PhCHO分子中的C=O振动频次1775 cm-1消逝,出 现C2-O伸缩振动频次1213 cm-1, C2-H1 的伸缩振 伸缩振动频次1213 动频次由苯甲醛中的 2914 cm-1变成 2687cm-1。 2687cm 答辩教员辛苦了! 答辩教员辛苦了! 感谢! 感谢!

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