まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「CH3Cl.gjf」とした。 モデル化学をRHF、基底関数を6-31G(d,p)とし、構造最適化と振動解析計算を実行した。分子座標はZ-matrixで記述した。
インプットファイルは TeraPad で編集した。以下に Gaussian 09 インプットを示す。
# RHF 6-31G(d,p) opt freq
CH3Cl
0 1
Cl1
C2 1 R1
H3 2 R2 1 A1
H4 2 R2 1 A1 3 120.0
H5 2 R2 1 A1 3 -120.0
R1=1.8
R2=1.0
A1=110.0
Cl-C-H角A1の下は空行を2行必要とする。
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。
E(RHF) : -499.09789878 a.u.
Point Group : C3v
C-Cl 結合距離 : 1.78545 Å
C-H 結合距離 : 1.07824 Å
H-C-H 結合角 : 110.53243 °
全対称 CX 伸縮振動 : 778.9507 cm-1
全対称 CY 伸縮振動 : 3241.3312 cm-1
全対称変角振動 : 1521.0642 cm-1
縮重 CY 伸縮振動 : 3348.8230 cm-1
縮重 XCY 変角振動 : 1129.3715 cm-1
縮重 YCY 変角振動 : 1611.9420 cm-1
塩化メチルは主軸 C3 にそれを含む対称面 σv をもっているので C3v 対称性となる。
文献値*1によると、C-Cl 結合距離は 1.7760 Å、O-H 結合距離は 1.0854 Å、 H-C-H結合角は 110.35 °である。
文献値*2によると、全対称 CX 伸縮振動は 732 cm-1、全対称 CY 伸縮振動は 2937 cm-1、全対称変角振動は 1355 cm-1、縮重 CY 伸縮振動は 3039 cm-1、縮重 XCY 変角振動は 1017 cm-1、縮重 YCY 変角振動は 1452 cm-1である。
以下に、構造最適化された塩化メチルと各振動のアニメーションを図示する。
図1 構造最適化された塩化メチル
図2 塩化メチルの全対称 CX 伸縮振動のアニメーション
図3 塩化メチルの全対称 CY 伸縮振動のアニメーション
図4 塩化メチルの全対称変角振動のアニメーション
図5 塩化メチルの縮重 CY 伸縮振動のアニメーション
図6 塩化メチルの縮重 XCY 変角振動のアニメーション
図7 塩化メチルの縮重 YCY 変角振動のアニメーション
引用文献
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-656 (1993).
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-584 (1993).
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