tag:blogger.com,1999:blog-58330753230507822072024-03-06T13:07:36.770+09:00Chem Chem Cher-eeイヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.comBlogger9125tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-56928505031645079322014-04-28T20:09:00.003+09:002014-04-28T20:09:56.699+09:00RHF/3-21Gレベルにおける六フッ化硫黄の構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いた六フッ化硫黄の構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「SF6.gjf」とした。 モデル化学をRHF、基底関数を3-21Gとし、構造最適化と振動解析計算を実行した。分子座標はCartesianで記述した。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 3-21G opt freq<br />
<br />
SF6<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<br />
0 1<br />
S<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<br />
F<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>1.560700<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<br />
F<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>-1.560700<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<br />
F<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>1.560700<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<br />
F<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>-1.560700<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<br />
F<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>1.560700<br />
F<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>0.000000<span class="Apple-tab-span" style="white-space: pre;"> </span>-1.560700<br />
<div>
<br /></div>
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -988.69229617 a.u.<br />
Point Group : <i>O<sub>h</sub></i><br />
S-F 結合距離 : 1.61192 Å<br />
対称伸縮振動 : 817.3510 cm<sup>-1</sup><br />
縮重伸縮振動 : 783.7557 cm<sup>-1</sup><br />
縮重伸縮振動 : 1155.4678 cm<sup>-1</sup><br />
縮重変角振動 : 542.8138 cm<sup>-1</sup><br />
縮重変角振動 : 458.3970 cm<sup>-1</sup><br />
縮重変角振動 : 307.3144 cm<sup>-1</sup><br />
<br />
六フッ化硫黄は、正八面体の対称を持っているので <i>O<sub>h</sub></i> 対称性となる。<br />
文献値<sup>*1</sup>によると、S-F 結合距離は 1.5607 Åである。<br />
文献値<sup>*2</sup>によると、対称伸縮振動は 774 cm<sup>-1</sup>、縮重伸縮振動は 642 cm<sup>-1</sup>、縮重伸縮振動は 948 cm<sup>-1</sup>、縮重変角振動は 616 cm<sup>-1</sup>、縮重変角振動は 525 cm<sup>-1</sup>、縮重変角振動は 347 cm<sup>-1</sup>である。<br />
<br />
以下に、構造最適化された六フッ化硫黄と各振動のアニメーションを図示する。<br />
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjvRzTslrHKjR4beZz_FIGjTlpGoJvX1UEsC8yVfkv77_r7As5fBtI45IfApTBWk8HkLz6770phSZl0BFm_-TFu4TwjagAvQdDn6jd5O60LiLZoxUD3284ctisb-CS61BB_O_WDHsronUY/s1600/SF6.png" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjvRzTslrHKjR4beZz_FIGjTlpGoJvX1UEsC8yVfkv77_r7As5fBtI45IfApTBWk8HkLz6770phSZl0BFm_-TFu4TwjagAvQdDn6jd5O60LiLZoxUD3284ctisb-CS61BB_O_WDHsronUY/s1600/SF6.png" height="290" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">図1 構造最適化された六フッ化硫黄</td></tr>
</tbody></table>
<br /><br /><table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiqZCEk5wbeKXBf69Y43s1sHT7mcLKpYRe3YmrXJ77KqKO7rigP2U7G4qagPJx00P-A8N4BVKLh_hnV-mVwgs5cMk_QdoNDaD8Q7Bq1QaITAZPyVZh1CIYOzMf7YX0mFtzwNDi0q1VFj7k/s1600/817.35_774.gif" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiqZCEk5wbeKXBf69Y43s1sHT7mcLKpYRe3YmrXJ77KqKO7rigP2U7G4qagPJx00P-A8N4BVKLh_hnV-mVwgs5cMk_QdoNDaD8Q7Bq1QaITAZPyVZh1CIYOzMf7YX0mFtzwNDi0q1VFj7k/s1600/817.35_774.gif" height="290" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">図2 六フッ化硫黄の対称伸縮振動のアニメーション</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjFLrzq8vm84z8bDjccDswaeQ1QHe2nIg5lDke5osHnn6TV9_U5oEFZsSSNyV8IOE6TcY8vcg6dk7e1fmli9YHvIVoEJA4mr-MwgbyW-ldEEouY3Fx5gsrLhciXxeV5wQywJrqFArwofcQ/s1600/783.76_642.gif" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjFLrzq8vm84z8bDjccDswaeQ1QHe2nIg5lDke5osHnn6TV9_U5oEFZsSSNyV8IOE6TcY8vcg6dk7e1fmli9YHvIVoEJA4mr-MwgbyW-ldEEouY3Fx5gsrLhciXxeV5wQywJrqFArwofcQ/s1600/783.76_642.gif" height="290" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">図3 六フッ化硫黄の縮重伸縮振動のアニメーション</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgE3GV5ipmBXaUV0aF7MgpZi8yL-uKU1sGhPb_0bijlNTJDPXWjq42z_f451qjCIpDpEt0OkuIqH8nA9bm8tkQZTMmplrwRabI-U6kfIXvW62iUQJTv33QD_Op8Jq9ey50wKABXB24SKmg/s1600/1155.47_948.gif" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgE3GV5ipmBXaUV0aF7MgpZi8yL-uKU1sGhPb_0bijlNTJDPXWjq42z_f451qjCIpDpEt0OkuIqH8nA9bm8tkQZTMmplrwRabI-U6kfIXvW62iUQJTv33QD_Op8Jq9ey50wKABXB24SKmg/s1600/1155.47_948.gif" height="290" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">図4 六フッ化硫黄の縮重伸縮振動のアニメーション</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgGXVJWiF6DgwiWbWwDvci6BjFQQLYpN0nrtv6rNC8o6QaM6REZI-rfesLi_GoEYbCSeYhZ6G-hmVpd7_Z4rpM_EBmUVgaoJ3ucExyo-bAh75OmGbM0VVl9MPD6f_m0YspnXLz9nt6JedM/s1600/542.81_616.gif" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgGXVJWiF6DgwiWbWwDvci6BjFQQLYpN0nrtv6rNC8o6QaM6REZI-rfesLi_GoEYbCSeYhZ6G-hmVpd7_Z4rpM_EBmUVgaoJ3ucExyo-bAh75OmGbM0VVl9MPD6f_m0YspnXLz9nt6JedM/s1600/542.81_616.gif" height="290" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">図5 六フッ化硫黄の縮重変角振動のアニメーション</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjrsjZhXtnYXAeyAbcC_bXfqfzAuDe6bmGQqalEQTdbcEjX_I2HlRH22FYMUzS4Ltwr1LyCuoDHt5voC_8SnrqbfyxfGF1IEV0QuTyS861ut7I25jsg3qxmmRLV-kxedxywUss9rLLLygo/s1600/458.40_525.gif" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjrsjZhXtnYXAeyAbcC_bXfqfzAuDe6bmGQqalEQTdbcEjX_I2HlRH22FYMUzS4Ltwr1LyCuoDHt5voC_8SnrqbfyxfGF1IEV0QuTyS861ut7I25jsg3qxmmRLV-kxedxywUss9rLLLygo/s1600/458.40_525.gif" height="290" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">図6 六フッ化硫黄の縮重変角振動のアニメーション</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<br />
<table align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" class="tr-caption-container" style="margin-left: auto; margin-right: auto; text-align: center;"><tbody>
<tr><td style="text-align: center;"><a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj7pvdqHgzJNPKnvOHXLw81NJpMZMrcYGaAAtT-pnXia3Ecu7hI2GSqpu_w88TSwF5O-gyFC7yHXvGkxCDiANEwar8ZYiUbJac7TiOvjB7_CPcWUL3eeRsF5pYs8Idn8BEbolJqP_0tqRU/s1600/307.31_347.gif" imageanchor="1" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj7pvdqHgzJNPKnvOHXLw81NJpMZMrcYGaAAtT-pnXia3Ecu7hI2GSqpu_w88TSwF5O-gyFC7yHXvGkxCDiANEwar8ZYiUbJac7TiOvjB7_CPcWUL3eeRsF5pYs8Idn8BEbolJqP_0tqRU/s1600/307.31_347.gif" height="290" width="320" /></a></td></tr>
<tr><td class="tr-caption" style="text-align: center;">図7 六フッ化硫黄の縮重変角振動のアニメーション</td></tr>
</tbody></table>
<br />
<br />
<br />
引用文献<br />
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-654 (1993).<br />
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-585 (1993).イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-7224369393742670152013-06-19T15:04:00.000+09:002013-06-19T15:04:13.717+09:00RHF/3-21Gレベルにおけるアンモニアの構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いたアンモニアの構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「NH3.gjf」とした。 モデル化学をRHF、基底関数を3-21G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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 3-21G opt freq<br />
<br />
NH3<br />
<br />
0 1<br />
X1<br />
N2 1 1.0<br />
H3 2 R1 1 A1<br />
H4 2 R1 1 A1 3 A2<br />
H5 2 R1 1 A1 3 -A2<br />
<br />
R1=1.0<br />
A1=105.0<br />
A2=120.0<br />
<br />
<br />
<br />
二面体角A2(D1でもよい)の下は空行を2行必要とする。Xはダミー原子である。<br />
<br />
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -55.87220348 a.u.<br />
Point Group : <i>C<sub>3v</sub></i><br />
N-H 結合距離 : 1.00258 Å<br />
H-N-H 結合角 : 112.41453 °<br />
全対称伸縮振動 : 3644.6556 cm<sup>-1</sup><br />
全対称変角振動 : 853.0635 cm<sup>-1</sup><br />
縮重伸縮振動 : 3801.1232 cm<sup>-1</sup><br />
縮重変角振動 : 1857.7323 cm<sup>-1</sup><br />
<div>
<br /></div>
<div>
アンモニアは主軸 <i>C<sub>3</sub></i></div>
にそれを含む対称面 <i>σ<sub>v</sub></i> をもっているので <i>C<sub>3v</sub></i> 対称性となる。
<br />
<div>
<div>
文献値<sup>*1</sup>によると、N-H 結合距離は 1.012 Å、H-N-H結合角は 106.7 °である。</div>
<div>
<div>
文献値<sup>*2</sup>によると、全対称伸縮振動は 3337 cm<sup>-1</sup>、全対称変角振動は 950 cm<sup>-1</sup>、縮重伸縮振動は 3444 cm<sup>-1</sup>、縮重変角振動は 1627 cm<sup>-1</sup>である。</div>
</div>
</div>
<div>
<br /></div>
<div>
以下に、構造最適化されたアンモニアと各振動のアニメーションを図示する。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjugtrX647CyE9ZD3Y1mpeAzaphUGngTC8J1StFL6dcZkJZvO-sc9sbclwcSd51LxaT3vAS4mo1K_-A0BrRRie1uK3ytI7O9uLsXtTwhJonb005jQj-PzV7WgZp0V4ihFsxXi3E_T37-UU/s1600/NH3.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="303" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjugtrX647CyE9ZD3Y1mpeAzaphUGngTC8J1StFL6dcZkJZvO-sc9sbclwcSd51LxaT3vAS4mo1K_-A0BrRRie1uK3ytI7O9uLsXtTwhJonb005jQj-PzV7WgZp0V4ihFsxXi3E_T37-UU/s320/NH3.png" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図1 構造最適化されたアンモニア</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjMz7wPQ9dJceH4Y7txt8RF36jL95-6hD5fkntkr2HrSPBHc1xC2bt6XY8rC8cPEt87pUL1mogCWReDmFHI_ndVVsGM3cH0pxCwpuwuyj-_pA_Aulp8onTMKnAubRgDKc59mkkJWfhvxNQ/s1600/3644_6556.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="303" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjMz7wPQ9dJceH4Y7txt8RF36jL95-6hD5fkntkr2HrSPBHc1xC2bt6XY8rC8cPEt87pUL1mogCWReDmFHI_ndVVsGM3cH0pxCwpuwuyj-_pA_Aulp8onTMKnAubRgDKc59mkkJWfhvxNQ/s320/3644_6556.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図2 アンモニアの全対称伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqQDZ31ryzjhi0o0GextKsWcXIFfjA86lEN_vEkfU2QJIl2gLsf2gTekEvu8TlE8oxsGjtaWH667z0PDuQdy4y0PCTnyzxUG3wXdOFJeOeq2bpPBD422UAJBugy7qiuND0MZcaBurT8nk/s1600/853_0635.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="303" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqQDZ31ryzjhi0o0GextKsWcXIFfjA86lEN_vEkfU2QJIl2gLsf2gTekEvu8TlE8oxsGjtaWH667z0PDuQdy4y0PCTnyzxUG3wXdOFJeOeq2bpPBD422UAJBugy7qiuND0MZcaBurT8nk/s320/853_0635.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図3 アンモニアの全対称変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNTqjAelZKekz83fnQuHS9kvfWuTXsEAoeUxLXf0Df74GpICij2a6oOffDNJ67ELZZNehQ6x0gkvLqjO0nO2vvW-dEKi2EUn5G5tUbq41biezz1IXZubvkQ6r0Sc27uEPvFZ1OfQuyiME/s1600/3801_1232.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="303" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhNTqjAelZKekz83fnQuHS9kvfWuTXsEAoeUxLXf0Df74GpICij2a6oOffDNJ67ELZZNehQ6x0gkvLqjO0nO2vvW-dEKi2EUn5G5tUbq41biezz1IXZubvkQ6r0Sc27uEPvFZ1OfQuyiME/s320/3801_1232.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図4 アンモニアの縮重伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgCOX0NvxaaLRqUvZKou8kawpiiaq5bgw6su6msLRqX-m4z__T7B3wKcPBDQKvN3fhd4smnRlssJcxab4bUsJn2dCwUj0Md-OYgwOuIFNATS4pWDmVmcZVyRYXyqlJpVDFj4avyGHV6PZI/s1600/1857_7323.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="303" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgCOX0NvxaaLRqUvZKou8kawpiiaq5bgw6su6msLRqX-m4z__T7B3wKcPBDQKvN3fhd4smnRlssJcxab4bUsJn2dCwUj0Md-OYgwOuIFNATS4pWDmVmcZVyRYXyqlJpVDFj4avyGHV6PZI/s320/1857_7323.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図5 アンモニアの縮重変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
引用文献<br />
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-654 (1993).<br />
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-582 (1993).</div>
イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-88932712642303824242013-05-28T19:04:00.000+09:002013-05-28T19:04:02.681+09:00RHF/3-21Gレベルにおける二酸化炭素の構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いた二酸化炭素の構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「CO2.gjf」とした。 モデル化学をRHF、基底関数を3-21G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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 3-21G opt freq<br />
<br />
CO2<br />
<br />
0 1<br />
O1<br />
C2 1 R1<br />
X3 2 R2 1 A1<br />
O4 2 R1 3 A1 1 A2<br />
<br />
R1=1.4<br />
R2=1.0<br />
A1=90.0<br />
A2=180.0<br />
<br />
<br />
<br />
二面体角A2(D1でもよい)の下は空行を2行必要とする。Xはダミー原子である。<br />
<br />
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -186.56125750 a.u.<br />
Point Group : <i>D<sub>∞h</sub></i><br />
C-O 結合距離 : 1.15574 Å<br />
全対称伸縮振動 : 1427.6897 cm<sup>-1</sup><br />
縮重変角振動 : 658.9646 cm<sup>-1</sup><br />
逆対称伸縮振動 : 2463.6484 cm<sup>-1</sup><br />
<br />
二酸化炭素は直線分子であり、<i>C<sub>∞</sub></i> 回転軸に直交する<i>C<sub>2</sub> </i>軸があるので <i>D<sub>∞h</sub></i> 対称性となる。<br />
文献値<sup>*1</sup>によると、C-O 結合距離は 1.1600 Åである。<br />
文献値<sup>*2</sup>によると、全対称伸縮振動は 1333 cm<sup>-1</sup>、縮重変角振動は 667 cm<sup>-1</sup>、逆対称伸縮振動は 2349 cm<sup>-1</sup>である。<br />
<br />
以下に、構造最適化された二酸化炭素と各振動のアニメーションを図示する。<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi4JRFRurVj5-qDBbpMdMEQuzFyspeEqiBkkTQM0YajUoxJu_Ie-4UyjgN03ZilGIq05Anj_LAluLYDicyve5jxfbFQHQTGmdsoi-k1cheIMFKLZFuFNuXsTN755yGhk8lUYCQ4_PS83Fc/s1600/CO2.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi4JRFRurVj5-qDBbpMdMEQuzFyspeEqiBkkTQM0YajUoxJu_Ie-4UyjgN03ZilGIq05Anj_LAluLYDicyve5jxfbFQHQTGmdsoi-k1cheIMFKLZFuFNuXsTN755yGhk8lUYCQ4_PS83Fc/s1600/CO2.png" height="295" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図1 構造最適化された二酸化炭素</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-U8x_WTmcn-kOVURMWP2396hTcDbP9ZeKxXXBBSubwX111V2wQ1e2AH3fLIbcuPaAsKMo9TUkoNSN0jLfwnvjUldI9oPqChm5bvSTWZLmzg8oBNYb3qsWZE8qMR3zxKo1BAjn7NYJr5g/s1600/1427_6897.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh-U8x_WTmcn-kOVURMWP2396hTcDbP9ZeKxXXBBSubwX111V2wQ1e2AH3fLIbcuPaAsKMo9TUkoNSN0jLfwnvjUldI9oPqChm5bvSTWZLmzg8oBNYb3qsWZE8qMR3zxKo1BAjn7NYJr5g/s1600/1427_6897.gif" height="295" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図2 二酸化炭素の全対称伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjGZBFnOounLLYJcWjXu0Mc80pmeOQmM4A1LrDHNudszP9dNmH_wyA8ecbUxKC96IDA_L5Sh6IcRtVaTX0K9gbsybgLpHCDPtMJpZeF4NYTW1hBwZEE33MWKwPAGScJc2XVRJani4iucgA/s1600/658_9646.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjGZBFnOounLLYJcWjXu0Mc80pmeOQmM4A1LrDHNudszP9dNmH_wyA8ecbUxKC96IDA_L5Sh6IcRtVaTX0K9gbsybgLpHCDPtMJpZeF4NYTW1hBwZEE33MWKwPAGScJc2XVRJani4iucgA/s1600/658_9646.gif" height="295" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図3 二酸化炭素の縮重変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEheV1DNP283AExZUvNANU2WRd8j0aU13aSvLycgKp93H0mEdL4vxOe2SGcTB1VxE-gy9Y1-hChSUGICzGuOV8WCTNtsg6_hYUCLsZDZb729lvt2rjhC1oFx5supFspZPXjFZ6SLwXcKPYA/s1600/2463_6484.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEheV1DNP283AExZUvNANU2WRd8j0aU13aSvLycgKp93H0mEdL4vxOe2SGcTB1VxE-gy9Y1-hChSUGICzGuOV8WCTNtsg6_hYUCLsZDZb729lvt2rjhC1oFx5supFspZPXjFZ6SLwXcKPYA/s1600/2463_6484.gif" height="295" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図4 二酸化炭素の逆対称伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
引用文献<br />
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-653 (1993).<br />
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-582 (1993).イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-33474474870588086932013-05-27T10:55:00.000+09:002013-05-30T17:57:07.485+09:00RHF/6-31G(d,p)レベルにおける塩化メチルの構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いた塩化メチルの構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 6-31G(d,p) opt freq<br />
<br />
CH3Cl<br />
<br />
0 1<br />
Cl1<br />
C2 1 R1<br />
H3 2 R2 1 A1<br />
H4 2 R2 1 A1 3 120.0<br />
H5 2 R2 1 A1 3 -120.0<br />
<br />
R1=1.8<br />
R2=1.0<br />
A1=110.0<br />
<br />
<br />
<br />
Cl-C-H角A1の下は空行を2行必要とする。<br />
<br />
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -499.09789878 a.u.<br />
Point Group : <i>C<sub>3v</sub></i><br />
C-Cl 結合距離 : 1.78545 Å<br />
C-H 結合距離 : 1.07824 Å<br />
H-C-H 結合角 : 110.53243 °<br />
全対称 CX 伸縮振動 : 778.9507 cm<sup>-1</sup><br />
全対称 CY 伸縮振動 : 3241.3312 cm<sup>-1</sup><br />
全対称変角振動 : 1521.0642 cm<sup>-1</sup><br />
縮重 CY 伸縮振動 : 3348.8230 cm<sup>-1</sup><br />
縮重 XCY 変角振動 : 1129.3715 cm<sup>-1</sup><br />
縮重 YCY 変角振動 : 1611.9420 cm<sup>-1</sup><br />
<br />
塩化メチルは主軸 <i>C<sub>3</sub></i> にそれを含む対称面 <i>σ<sub>v</sub></i> をもっているので <i>C<sub>3v</sub></i> 対称性となる。<br />
文献値<sup>*1</sup>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。<br />
文献値<sup>*2</sup>によると、全対称 CX 伸縮振動は 732 cm<sup>-1</sup>、全対称 CY 伸縮振動は 2937 cm<sup>-1</sup>、全対称変角振動は 1355 cm<sup>-1</sup>、縮重 CY 伸縮振動は 3039 cm<sup>-1</sup>、縮重 XCY 変角振動は 1017 cm<sup>-1</sup>、縮重 YCY 変角振動は 1452 cm<sup>-1</sup>である。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgKC-5NSizfY6eiYWwlfTJGqPSlyWZPz1CSCbiObDBheRQ1hGH014T-ny1hHDklSO5jzEfF30tCJdx2UkBH_uv60Y-5UGS2Dp-8Ta1yFM4IkXvR-W2Fuyei9vsZT03kBZ2noQZjaX8Exq0/s1600/CH3Cl.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="295" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgKC-5NSizfY6eiYWwlfTJGqPSlyWZPz1CSCbiObDBheRQ1hGH014T-ny1hHDklSO5jzEfF30tCJdx2UkBH_uv60Y-5UGS2Dp-8Ta1yFM4IkXvR-W2Fuyei9vsZT03kBZ2noQZjaX8Exq0/s1600/CH3Cl.png" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図1 構造最適化された塩化メチル</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg_-Kg9hFvaVAnkObXKxBjfD64ViwQPbPdlp4r9LvJjm2iZgEOg942qS2PspaYAPQBD1XnpZW2AW6AgvFecgPR54nlqb92fZRFcONChKEnbYXFn8eD2Fg-5VMClwE-5E4me79bYjuoIcpI/s1600/3241_3312.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="295" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg_-Kg9hFvaVAnkObXKxBjfD64ViwQPbPdlp4r9LvJjm2iZgEOg942qS2PspaYAPQBD1XnpZW2AW6AgvFecgPR54nlqb92fZRFcONChKEnbYXFn8eD2Fg-5VMClwE-5E4me79bYjuoIcpI/s320/3241_3312.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図2 塩化メチルの全対称 CX 伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiQWFrD_lfTMjGBugFV9frqPdz9qnQ-x-MQRU259lSM7-1MpvD2V2wRGstAMElSqWQNrXqzsDUB9-kvZuBkxADmBpsFDR-fkzLZEZUAeqYoUlRM4W73L1dh7w06OQ-Z7AFsiSarqv5TBVA/s1600/1521_0642.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="295" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiQWFrD_lfTMjGBugFV9frqPdz9qnQ-x-MQRU259lSM7-1MpvD2V2wRGstAMElSqWQNrXqzsDUB9-kvZuBkxADmBpsFDR-fkzLZEZUAeqYoUlRM4W73L1dh7w06OQ-Z7AFsiSarqv5TBVA/s320/1521_0642.gif" width="320" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div style="text-align: center;">
図3 塩化メチルの全対称 CY 伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgJOH91I0DTxN-Z2ZZLXW-g2X0tr7oZssckRt7ayP7s1H_-nzUAx1tu6TfLhbkOUA5iXUXuMB7Aw4D9NHs0g8_Igb8G-sg7a3NQchcMFfDShKgQ4n086beufxEwtOeUXXK7lBbPuKCuvuA/s1600/1521_0642.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="295" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgJOH91I0DTxN-Z2ZZLXW-g2X0tr7oZssckRt7ayP7s1H_-nzUAx1tu6TfLhbkOUA5iXUXuMB7Aw4D9NHs0g8_Igb8G-sg7a3NQchcMFfDShKgQ4n086beufxEwtOeUXXK7lBbPuKCuvuA/s1600/1521_0642.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図4 塩化メチルの全対称変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjDkZpjBcNjH6AItn3UxYBvhLRQ9Q9aSQa8CF-up7i0w1T4LgPoabH-LPkXXlS7eFPPuhXodLiT2zxRtku0HZJ8o-6iQVIg43PSw8e25FKbCTdSWDIT1FTM3oD9Ufnc5XEti1eZODi7J40/s1600/3348_8230.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="295" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjDkZpjBcNjH6AItn3UxYBvhLRQ9Q9aSQa8CF-up7i0w1T4LgPoabH-LPkXXlS7eFPPuhXodLiT2zxRtku0HZJ8o-6iQVIg43PSw8e25FKbCTdSWDIT1FTM3oD9Ufnc5XEti1eZODi7J40/s1600/3348_8230.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図5 塩化メチルの縮重 CY 伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEijMZ2lsWWwZG_uKyjUY_Otk5T6K8czerH_mfFq_yVEn_QCAs6WZvAGLSZgsxjSbFLlLMdZKZ5dJNRE-ALxkeg98BvDL-4mFEF9U6cDYjq4DXwy3ih4uV-oqh4fXbbBBHDrSBuT6D7S5EI/s1600/1129_3715.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="295" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEijMZ2lsWWwZG_uKyjUY_Otk5T6K8czerH_mfFq_yVEn_QCAs6WZvAGLSZgsxjSbFLlLMdZKZ5dJNRE-ALxkeg98BvDL-4mFEF9U6cDYjq4DXwy3ih4uV-oqh4fXbbBBHDrSBuT6D7S5EI/s1600/1129_3715.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図6 塩化メチルの縮重 XCY 変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqaycyrR36ND1R-IQVrBAtYuIuNFBeVx58-Z_z31Apc2ksH_iPxhmnx3cVQbpy5H2OobLdDrVOtaRtmF8Takko0mRNswosh8iHYZa8OLpSq4Du7_GffzIMUeAsjgKBBpleq_iDhVXY6rY/s1600/1611_9420.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="295" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqaycyrR36ND1R-IQVrBAtYuIuNFBeVx58-Z_z31Apc2ksH_iPxhmnx3cVQbpy5H2OobLdDrVOtaRtmF8Takko0mRNswosh8iHYZa8OLpSq4Du7_GffzIMUeAsjgKBBpleq_iDhVXY6rY/s1600/1611_9420.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図7 塩化メチルの縮重 YCY 変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
引用文献<br />
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-656 (1993).<br />
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-584 (1993).イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-60420084264365858492013-05-25T13:37:00.000+09:002013-05-25T13:37:30.240+09:00RHF/6-31G(d,p)レベルにおける過酸化水素の構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いた過酸化水素の構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「H2O2.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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 6-31G(d,p) opt freq<br />
<br />
H2O2<br />
<br />
0 1<br />
H1<br />
O2 1 R1<br />
O3 2 R2 1 A1<br />
H4 3 R1 2 A1 1 A2<br />
<br />
R1=0.950<br />
R2=1.475<br />
A1=94.8<br />
A2=120.0<br />
<br />
<br />
<br />
二面体角A2(D1としてもよい)の下は空行を2行必要とする。<br />
<br />
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -150.77696538 a.u.<br />
Point Group : <i>C<sub>2</sub></i><br />
O-O 結合距離 : 1.39588 Å<br />
O-H 結合距離 : 0.94567 Å<br />
H-O-O 結合角 : 102.31184 °<br />
内部回転角 : 116.33338 °<br />
対称 XY 伸縮振動 : 4153.1142 cm<sup>-1</sup><br />
対称 XX 伸縮振動 : 1149.1668 cm<sup>-1</sup><br />
<div>
対称 YXX 変角振動 : 1615.0643 cm<sup>-1</sup><br />
逆対称 XY 伸縮振動 : 4153.9529 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
YXX 変角振動 : 1473.7488 cm<sup>-1</sup><br />
ねじれ振動 : 385.8429 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
<br /></div>
<div>
過酸化水素は主回転軸 <i>C<sub>2</sub></i> のみをもっているので <i>C<sub>2</sub></i> 対称性となる。</div>
<div>
<div>
文献値<sup>*1</sup>によると、O-O 結合距離は 1.475 Å、O-H 結合距離は 0.950 Å、H-O-O結合角は 94.8 °、内部回転角は 120.0 °である。</div>
<div>
文献値<sup>*2</sup>によると、対称 XY 伸縮振動は 3607 cm<sup>-1</sup>、対称 XX 伸縮振動 1394 cm<sup>-1</sup>、対称 YXX 変角振動 864 cm<sup>-1</sup>、逆対称 XY 伸縮振動 3608 cm<sup>-1</sup>、YXX 変角振動 1266 cm<sup>-1</sup>、ねじれ振動 317 cm<sup>-1</sup>である。</div>
</div>
<div>
<br /></div>
<div>
以下に、構造最適化された過酸化水素と各振動のアニメーションを図示する。<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgEMfxLSO7kxgJFPMTCarroxZ28KV_6anjttsWn9fVhSY8Guc2rw6ZyB2Ix8jaGq2S9eVcliNlK8s00dG0y6JBsziyRjMSX6KQM_JvdfzU2yknFvyk9Vpy2qN2nZGCBAVo7uHycMm5Rz70/s1600/H2O2.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgEMfxLSO7kxgJFPMTCarroxZ28KV_6anjttsWn9fVhSY8Guc2rw6ZyB2Ix8jaGq2S9eVcliNlK8s00dG0y6JBsziyRjMSX6KQM_JvdfzU2yknFvyk9Vpy2qN2nZGCBAVo7uHycMm5Rz70/s1600/H2O2.png" height="255" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図1 構造最適化された過酸化水素</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgyZ3XdVIy315gNvtaYI9eAKY0UwfAPPv2kUX-LNdJ1F6cWHjVvcwZdLrttApNXn65O5D8ttOiziPwZTndC-sLO4lUUADBIMJD9HyaVEDY8kzg1WdZ2lpFo67kWCpCh4TjXFGabh5xHx3w/s1600/4153_1142.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgyZ3XdVIy315gNvtaYI9eAKY0UwfAPPv2kUX-LNdJ1F6cWHjVvcwZdLrttApNXn65O5D8ttOiziPwZTndC-sLO4lUUADBIMJD9HyaVEDY8kzg1WdZ2lpFo67kWCpCh4TjXFGabh5xHx3w/s1600/4153_1142.gif" height="255" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図2 過酸化水素の対称 XY 伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhuONKYcCr4phSsPVC6s8oUte9Ng_YLRmcixaByqyc0A7IJ9z9V0Ux1mjfLCjnXQXu_-KaEGcyXUOBxrtGopTpt0iJ1ewBGV7dIfAKgqEKLEcX_G2RyVwfPn0sIg5EJm9-_hNJzq-SofWA/s1600/1149_1668.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhuONKYcCr4phSsPVC6s8oUte9Ng_YLRmcixaByqyc0A7IJ9z9V0Ux1mjfLCjnXQXu_-KaEGcyXUOBxrtGopTpt0iJ1ewBGV7dIfAKgqEKLEcX_G2RyVwfPn0sIg5EJm9-_hNJzq-SofWA/s1600/1149_1668.gif" height="255" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図3 過酸化水素の対称 XX 伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhdA3qoxqzZZyoycZ6DA-DBdNsXPrQOhJKWLZvTCWwc_-E0ywiFe-wh0jE3W0V6fXwV9rLQxYifkmDstJISM4elW8yjHZrUWUMA0AGsaFXEsCuFEaSjP1HhcoUa6Vy0LL4LYQU0FB_UtQ0/s1600/1615_0643.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhdA3qoxqzZZyoycZ6DA-DBdNsXPrQOhJKWLZvTCWwc_-E0ywiFe-wh0jE3W0V6fXwV9rLQxYifkmDstJISM4elW8yjHZrUWUMA0AGsaFXEsCuFEaSjP1HhcoUa6Vy0LL4LYQU0FB_UtQ0/s1600/1615_0643.gif" height="255" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図4 過酸化水素の対称 YXX 変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhlfHvkG_LyBgKwT3ii2pzn0no2TZEw3ZHqfJPlQoPsX1fWutE8scWWSloCQu05zfZfk_wmoUgfRN4m0IUpcDarxPhBjyd4DStgQPybzal0_kHqJ8ZCMdTOAnyV8dSTJE4ntLdnlOuhDlA/s1600/4153_9529.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhlfHvkG_LyBgKwT3ii2pzn0no2TZEw3ZHqfJPlQoPsX1fWutE8scWWSloCQu05zfZfk_wmoUgfRN4m0IUpcDarxPhBjyd4DStgQPybzal0_kHqJ8ZCMdTOAnyV8dSTJE4ntLdnlOuhDlA/s1600/4153_9529.gif" height="255" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図5 過酸化水素の逆対称 XY 伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgb_WxRjJ043gWuvgMZIKeQPql5opqSl6E3ia43uBtty_uXUP-ipONrTdCNeopj5EklkqxUJ_1cTpxAHMqa5E9wn9zmN_WA5noPsFJ-lwKRe0sj6Y3sOKgQ-w_gckEt0Gc4um0GrX64qvw/s1600/1473_7488.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgb_WxRjJ043gWuvgMZIKeQPql5opqSl6E3ia43uBtty_uXUP-ipONrTdCNeopj5EklkqxUJ_1cTpxAHMqa5E9wn9zmN_WA5noPsFJ-lwKRe0sj6Y3sOKgQ-w_gckEt0Gc4um0GrX64qvw/s1600/1473_7488.gif" height="255" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図6 過酸化水素のYXX 変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhHQ7imyUXm8Cn3DN3SfnRNmYHqozY0HxO8-AqdkORjiztcGoODpr3MFmAWZiaB63WC6kcR0ubQ41zYVKY__y73Ko2H972sMyXnMZzZYQRp6t_hC99r3brRfHzvsvPDUty1OjuIwAfbMJc/s1600/385_8429.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhHQ7imyUXm8Cn3DN3SfnRNmYHqozY0HxO8-AqdkORjiztcGoODpr3MFmAWZiaB63WC6kcR0ubQ41zYVKY__y73Ko2H972sMyXnMZzZYQRp6t_hC99r3brRfHzvsvPDUty1OjuIwAfbMJc/s1600/385_8429.gif" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図7 過酸化水素のねじれ振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
引用文献<br />
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-653 (1993).<br />
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-583 (1993).</div>
イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-91287537851205684622013-05-24T13:13:00.002+09:002013-05-24T16:11:28.562+09:00RHF/6-31G(d,p)レベルにおけるベンゼンの構造最適化・振動解析<br />
<div>
Gaussian 09を用いたベンゼンの構造最適化・および構造解析の計算について記述する。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「C6H6.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。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
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。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
<br /></div>
<div>
<div>
# RHF 6-31G(d,p) opt freq</div>
<div>
<br /></div>
<div>
C6H6</div>
<div>
<br /></div>
<div>
0 1</div>
<div>
C1</div>
<div>
C2 1 R1</div>
<div>
C3 2 R1 1 A1</div>
<div>
C4 3 R1 2 -A1 1 A2</div>
<div>
C5 4 R1 3 -A1 2 A2</div>
<div>
C6 5 R1 4 -A1 3 A2</div>
<div>
H7 1 R2 2 A1 3 A2</div>
<div>
H8 2 R2 3 A1 4 A2</div>
<div>
H9 3 R2 4 A1 5 A2</div>
<div>
H10 4 R2 5 A1 6 A2</div>
<div>
H11 5 R2 6 A1 1 A2</div>
<div>
H12 6 R2 1 A1 2 A2</div>
<div>
<br /></div>
<div>
R1=1.399</div>
<div>
R2=1.101</div>
<div>
A1=120.0</div>
<div>
A2=180.0</div>
</div>
<div>
<br /></div>
<div>
<br /></div>
<div>
<br /></div>
<div>
二面体角A2(D1としてもよい)の下は空行を2行必要とする。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
<br /></div>
<div>
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
E(RHF) : -396.70466613 a.u.</div>
<div>
Point Group : <i>D<sub>6h</sub></i></div>
<div>
C-C 結合距離 : 1.38613 Å</div>
<div>
C-H 結合距離 : 1.07571 Å</div>
<div>
C-C-C 結合角 (1) : 119.99997 °</div>
C-C-C 結合角 (2) : 120.00006 °<br />
<div>
H-C-C 結合角 (1) : 119.99997 °</div>
H-C-C 結合角 (2) : 120.00000 °<br />
<div>
H-C-C 結合角 (3) : 120.00003 °</div>
<div>
HCCC 二面体角 : 180.00000 °</div>
<div>
<div>
骨格平面振動 (<i>A<sub>1g</sub></i>) : 1082.6354 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 伸縮振動 (<i>A<sub>1g</sub></i>) : 3375.4029 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 変角振動 (<i>A<sub>2g</sub></i>) : 1500.0256 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
骨格面外変角振動 (<i>B<sub>2g</sub></i>) : 777.8546 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 面外変角振動 (<i>B<sub>2g</sub></i>) : 1134.5597 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
骨格平面振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) : 664.947 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 伸縮振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) : 3345.031 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
骨格平面振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) : 1794.2715 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 変角振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) : 1287.3798 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 面外変角振動 (<i>E<sub>1g</sub></i>) : 959.4325 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 変角振動 (<i>A<sub>2u</sub></i>) : 762.0812 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
骨格平面振動 (<i>B<sub>1u</sub></i>) : 1095.7862 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 伸縮振動 (<i>B<sub>1u</sub></i>) : 3333.8522 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
骨格平面振動 (<i>B<sub>2u</sub></i>) : 1191.0752 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 変角振動 (<i>B<sub>2u</sub></i>) : 1348.4436 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
骨格面外変角振動 (<i>E<sub>2u</sub></i>) : 453.0603 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 面外変角振動 (<i>E<sub>2u</sub></i>) : 1100.854 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 変角振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) : 1645.3449 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
骨格平面振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) : 1138.4835 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
CX 伸縮振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) : 3363.4586 cm<sup>-1</sup></div>
</div>
<div>
<div>
<br /></div>
<div>
ベンゼンは主回転軸 <i>C<sub>6</sub></i> に直交する2回転軸を6個もち、それに直交する対称面<i>σ<sub>h</sub></i> をもっているので <i>D<sub>6h</sub></i> 対称性となる。</div>
<div>
文献値<sup>*1</sup>によると、C-C 結合距離は 1.339 Å、C-H 結合距離は 1.101 Åである。</div>
<div>
文献値<sup>*2</sup>によると、骨格平面振動 (<i>A<sub>1g</sub></i>) は 992 cm<sup>-1</sup>、CX 伸縮振動 (<i>A<sub>1g</sub></i>) は 3062 cm<sup>-1</sup>、CX 変角振動 (<i>A<sub>2g</sub></i>) は 1326 cm<sup>-1</sup>、骨格面外変角振動 (<i>B<sub>2g</sub></i>) は 703 cm<sup>-1</sup>、CX 面外変角振動 (<i>B<sub>2g</sub></i>) は 995 cm<sup>-1</sup>、骨格平面振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) は 606 cm<sup>-1</sup>、CX 伸縮振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) は 3047 cm<sup>-1</sup>、骨格平面振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) は 1596 cm<sup>-1</sup>、CX 変角振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) は 1178 cm<sup>-1</sup>、CX 面外変角振動 (<i>E<sub>1g</sub></i>) は 849 cm<sup>-1</sup>、CX 変角振動 (<i>A<sub>2u</sub></i>) は 673 cm<sup>-1</sup>、骨格平面振動 (<i>B<sub>1u</sub></i>) は 1010 cm<sup>-1</sup>、CX 伸縮振動 (<i>B<sub>1u</sub></i>) は 3068 cm<sup>-1</sup>、骨格平面振動 (<i>B<sub>2u</sub></i>) は 1310 cm<sup>-1</sup>、CX 変角振動 (<i>B<sub>2u</sub></i>) は 1150 cm<sup>-1</sup>、骨格面外変角振動 (<i>E<sub>2u</sub></i>) は 410 cm<sup>-1</sup>、CX 面外変角振動 (<i>E<sub>2u</sub></i>) は 975 cm<sup>-1</sup>、CX 変角振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) は 1038 cm<sup>-1</sup>、骨格平面振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) は 1486 cm<sup>-1</sup>、CX 伸縮振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) は 3063 cm<sup>-1</sup>である。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
以下に、構造最適化されたベンゼンと各振動のアニメーションを図示する。<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYbFkQ9t10cMD_E9id6a6fQQJqO_NvRw76rFtEvwGmHhxx94LpTfBnC30pKRy-asfF2J-vld9YnNWqVV5B11r0ikLM1Gk42W_TSUGYy1DiiIRWnFept8tnVC4u6aeVOnmMVWAnZyh5Pes/s1600/C6H6.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYbFkQ9t10cMD_E9id6a6fQQJqO_NvRw76rFtEvwGmHhxx94LpTfBnC30pKRy-asfF2J-vld9YnNWqVV5B11r0ikLM1Gk42W_TSUGYy1DiiIRWnFept8tnVC4u6aeVOnmMVWAnZyh5Pes/s1600/C6H6.png" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図1 構造最適化されたベンゼン</div>
</div>
</div>
<div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEigE-rNmu6gekRM7BfxjABQ50F_qAkW0S6p5iBdV8B9xkDsj8-D3EwkTVQqMlHgbHPLj0jg5YvJ8x2VllkuexIBSnx3Sks4wYu6gzDRXysxLzp1wDL6_qyJoH5ijRPyBybY79VZAs7jSUM/s1600/1082_64.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="281" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEigE-rNmu6gekRM7BfxjABQ50F_qAkW0S6p5iBdV8B9xkDsj8-D3EwkTVQqMlHgbHPLj0jg5YvJ8x2VllkuexIBSnx3Sks4wYu6gzDRXysxLzp1wDL6_qyJoH5ijRPyBybY79VZAs7jSUM/s1600/1082_64.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図2 ベンゼンの骨格平面振動 (<i>A<sub>1g</sub></i>)のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgnVAwevUfblV4LWQ5mCF6uuLuAvM31AuYE1d14xM_1zOOAxYar2Qy2xK0hbE4KQI76KgLlppd7rYcsE5sDIOBiPNP1B_wT7msa5ZAb5r4RqXDuSCNLlNVqUzqmyOTeKzkYOm9q0C5W4uM/s1600/3375_40.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="281" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgnVAwevUfblV4LWQ5mCF6uuLuAvM31AuYE1d14xM_1zOOAxYar2Qy2xK0hbE4KQI76KgLlppd7rYcsE5sDIOBiPNP1B_wT7msa5ZAb5r4RqXDuSCNLlNVqUzqmyOTeKzkYOm9q0C5W4uM/s1600/3375_40.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図3 ベンゼンのCX 伸縮振動(<i>A<sub>1g</sub></i>)のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiaSyVxfCZ_wTB0B32deau5EM13FCauKZkP00_CPWtATh5s2gRY4vud-1YmW5Jk0JhEzeqaBC2dAS5JdwvAez9jVw2pFwgEa3xCtE1Q5oQqIlPg4DrBz3OHfkxiUZVmi2qQ8SdW2LeMI_A/s1600/1500_03.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="281" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiaSyVxfCZ_wTB0B32deau5EM13FCauKZkP00_CPWtATh5s2gRY4vud-1YmW5Jk0JhEzeqaBC2dAS5JdwvAez9jVw2pFwgEa3xCtE1Q5oQqIlPg4DrBz3OHfkxiUZVmi2qQ8SdW2LeMI_A/s1600/1500_03.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図4 ベンゼンのCX 変角振動(<i>A<sub>2g</sub></i>)のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjLiIEPu4_hNeV4GKkgLdCpHCtbQFHs1Ubr4vMUfb09z9YZS1mFdqCZooK9KuNspdBzu9pWoFVcZMJGQ0kOiEmNk640oLp8zH4lt8_bmIeM5VY98wVv30cjiO-IMhxNWEYj5jbKH5kQ9GU/s1600/777_85.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="281" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjLiIEPu4_hNeV4GKkgLdCpHCtbQFHs1Ubr4vMUfb09z9YZS1mFdqCZooK9KuNspdBzu9pWoFVcZMJGQ0kOiEmNk640oLp8zH4lt8_bmIeM5VY98wVv30cjiO-IMhxNWEYj5jbKH5kQ9GU/s1600/777_85.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図5 ベンゼンの骨格面外変角振動 (<i>B<sub>2g</sub></i>)のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjw28-cLnVFpcaVyvXUV9Vj7AzXhR0LDwW18kO80FrP43OdBuzgPQPTetpUzPwSnBhnx5mhjOt2JUI1zJsdZtmopLWhes2BOFgqz0eZoeDIsXi1mq6dcdKvgEjYeY3xdHL6W26dVVHgfZY/s1600/1134_56.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="281" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjw28-cLnVFpcaVyvXUV9Vj7AzXhR0LDwW18kO80FrP43OdBuzgPQPTetpUzPwSnBhnx5mhjOt2JUI1zJsdZtmopLWhes2BOFgqz0eZoeDIsXi1mq6dcdKvgEjYeY3xdHL6W26dVVHgfZY/s1600/1134_56.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図6 ベンゼンのCX 面外変角振動 (<i>B<sub>2g</sub></i>)のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAeqvlMd8U1sk1Ws6IEEgwmJATMXpVUqFU2LkHGOYsINAZyMcHgv_3izLNN9goZK80VOIvszODYhS6tuneB2DBefvAxbC8Z3_AnRFVUKQhil62cb-vHG1B6OFqMzNYCZYukLiwTKkQT1g/s1600/664_9470.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAeqvlMd8U1sk1Ws6IEEgwmJATMXpVUqFU2LkHGOYsINAZyMcHgv_3izLNN9goZK80VOIvszODYhS6tuneB2DBefvAxbC8Z3_AnRFVUKQhil62cb-vHG1B6OFqMzNYCZYukLiwTKkQT1g/s1600/664_9470.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図7 ベンゼンの骨格平面振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjOysQUgC6VOE5uI0EGOEkc3bN5sY3IgjFOVtw-jibrlRzfy5t4SWPpWDYyVfRwt0_6dGgwH88H3nHExcYsieEwVO1LiPJbp2whW5fKkKY8AzW26cMTZwLN64wZoEEvFkkVvVnVJzPRzLc/s1600/3345_0310.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjOysQUgC6VOE5uI0EGOEkc3bN5sY3IgjFOVtw-jibrlRzfy5t4SWPpWDYyVfRwt0_6dGgwH88H3nHExcYsieEwVO1LiPJbp2whW5fKkKY8AzW26cMTZwLN64wZoEEvFkkVvVnVJzPRzLc/s1600/3345_0310.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図8 ベンゼンのCX 伸縮振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEif_FBO2qxnPGwR2ycMClePCcl5Trchq2WvuhfJnzpNy0UaNqEXCSK583lRiRnkWnX3ZzkevkdLUOmBQEY-s0ztqaF_tzDZxoohcj9ES5OuvtuBX1fs2TBCsXVcEaujQN1E2QpNtNXsS7g/s1600/1794_2715.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEif_FBO2qxnPGwR2ycMClePCcl5Trchq2WvuhfJnzpNy0UaNqEXCSK583lRiRnkWnX3ZzkevkdLUOmBQEY-s0ztqaF_tzDZxoohcj9ES5OuvtuBX1fs2TBCsXVcEaujQN1E2QpNtNXsS7g/s1600/1794_2715.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図9 ベンゼンの骨格平面振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhAkyQrZIiteMWm_hFtLXNo13EiXmSwb-RSzWPu-91hw_153YCeFDtYtgXzWy-mY2de_jM5U8MpHpLy5mm-3Kiq0BycNtlXbCe9aWnDTwVRj7qIIQ3RM8HGHrqUVYZSeu1W6IBw7TVz-WU/s1600/1287_3798.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhAkyQrZIiteMWm_hFtLXNo13EiXmSwb-RSzWPu-91hw_153YCeFDtYtgXzWy-mY2de_jM5U8MpHpLy5mm-3Kiq0BycNtlXbCe9aWnDTwVRj7qIIQ3RM8HGHrqUVYZSeu1W6IBw7TVz-WU/s1600/1287_3798.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図10 ベンゼンのCX 変角振動 (<i>E<sub>2g</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhf-9L9A1nvf-Rv05oZKXwhbhA2XMfJSUZUhJie_abYXbweJeLDjrWLsKwDe1Q3nHRSyKXLtKGtkbgI2dEm8snkMeZVW_s6O4rmg4zrkgZrycNBhnB77X0LjG_Hqb9crGiXkfGQZsxP54s/s1600/959_4325.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhf-9L9A1nvf-Rv05oZKXwhbhA2XMfJSUZUhJie_abYXbweJeLDjrWLsKwDe1Q3nHRSyKXLtKGtkbgI2dEm8snkMeZVW_s6O4rmg4zrkgZrycNBhnB77X0LjG_Hqb9crGiXkfGQZsxP54s/s1600/959_4325.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図11 ベンゼンのCX 面外変角振動 (<i>E<sub>1g</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjL0Ffu1peNOAzMm4MxUVzjLT3M3XT0QQboQejDwoa4yF9vc_4HkiS9YbYKR79z9-HNrv868VuFj0CbSRmgbUTG6J4NGC6zaatwPKh7hPnB-fT-PmuscW022PDhSyp6Z1I-Ojk3Dnb9c8E/s1600/762_0812.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjL0Ffu1peNOAzMm4MxUVzjLT3M3XT0QQboQejDwoa4yF9vc_4HkiS9YbYKR79z9-HNrv868VuFj0CbSRmgbUTG6J4NGC6zaatwPKh7hPnB-fT-PmuscW022PDhSyp6Z1I-Ojk3Dnb9c8E/s1600/762_0812.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図12 ベンゼンのCX 変角振動 (<i>A<sub>2u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiWjiCEtVay0jfgfRF_43M-Imk6to6kQvH0Bj4x6IDIRdd2vxX3MLltJKRxF7UozcL9T4lgO6Tx5bTII83pG9S_-_GwpkvPlmkiBK3FVq0SfcTCKtlkNC4ojNxfgfFr33QCQug20GwAM0k/s1600/1095_7862.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiWjiCEtVay0jfgfRF_43M-Imk6to6kQvH0Bj4x6IDIRdd2vxX3MLltJKRxF7UozcL9T4lgO6Tx5bTII83pG9S_-_GwpkvPlmkiBK3FVq0SfcTCKtlkNC4ojNxfgfFr33QCQug20GwAM0k/s1600/1095_7862.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図13 ベンゼンの骨格平面振動 (<i>B<sub>1u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjdlzJgMvyX9TvsEwjk7JBgC1VVQr8-S8kaxJ3U4n0USDmDMSwiaoTojwn0q2L9sr0kwKf_qI4eo9mcdxpsIPT95HwUjsRbJQ7PFDo-USLztUeFx9yt0C2sWKcjq5SHEvdk6oEtlB-eGes/s1600/3333_8522.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjdlzJgMvyX9TvsEwjk7JBgC1VVQr8-S8kaxJ3U4n0USDmDMSwiaoTojwn0q2L9sr0kwKf_qI4eo9mcdxpsIPT95HwUjsRbJQ7PFDo-USLztUeFx9yt0C2sWKcjq5SHEvdk6oEtlB-eGes/s1600/3333_8522.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図14 ベンゼンのCX 伸縮振動 (<i>B<sub>1u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgSrrJWQaGg1FMpp076Z-gDSL7ndIZ49WKHhK3YvbKas4_qMLqIvhG8pMTJmSyYYpuNDo51pEVPjrYFFafXq_M5gNJXuEbxBssXtETUTkTqerZ5azoj0v6SGGgHR-QAwwDfpijsyLqH1fQ/s1600/1191_0752.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgSrrJWQaGg1FMpp076Z-gDSL7ndIZ49WKHhK3YvbKas4_qMLqIvhG8pMTJmSyYYpuNDo51pEVPjrYFFafXq_M5gNJXuEbxBssXtETUTkTqerZ5azoj0v6SGGgHR-QAwwDfpijsyLqH1fQ/s1600/1191_0752.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図15 ベンゼンの骨格平面振動 (<i>B<sub>2u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg6f9kiHhf7Fo48Lrs7jfyOKBmDOR3RwQ5pEwV_kiO-BwFUVYZs0-Cq8czoZY_YuF-sXiUU8X0EDhY8oFQj_FCZ48vBqDyYD3edUrVWcWRbWnSP1sGiS-E5krns8rTJeIIUMgEPZqRuixk/s1600/1348_4436.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg6f9kiHhf7Fo48Lrs7jfyOKBmDOR3RwQ5pEwV_kiO-BwFUVYZs0-Cq8czoZY_YuF-sXiUU8X0EDhY8oFQj_FCZ48vBqDyYD3edUrVWcWRbWnSP1sGiS-E5krns8rTJeIIUMgEPZqRuixk/s1600/1348_4436.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図16 ベンゼンのCX 変角振動 (<i>B<sub>2u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhT7JW6Vv_x9yR1dTIVqcCJsrHaB63qJqr7icmJj1NLuqzJwyVlEAUUr-WEImP6UR99PBCSdT1k3W8swdTzzsfcJqyqy2qp2a_asu-npYOPpH_GuKQ26wmCdnh5sB1IBCeYA7H8u5ijTV0/s1600/453_0603.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhT7JW6Vv_x9yR1dTIVqcCJsrHaB63qJqr7icmJj1NLuqzJwyVlEAUUr-WEImP6UR99PBCSdT1k3W8swdTzzsfcJqyqy2qp2a_asu-npYOPpH_GuKQ26wmCdnh5sB1IBCeYA7H8u5ijTV0/s1600/453_0603.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図17 ベンゼンの骨格面外変角振動 (<i>E<sub>2u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhPiEhMOn9AzuGMUeGcl1UNmDADqt7V_eCcYQEFBKtdI9xZ1IuLyMUKmoRHAWFJkbs_nkB4I_faNKVgMQXGnceormGmyu5U4iosuU9x7Sn7WHb6Z_OPSQk1J9q9iMhyphenhyphenBKXUfDOTYscx8CM/s1600/1100_8540.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhPiEhMOn9AzuGMUeGcl1UNmDADqt7V_eCcYQEFBKtdI9xZ1IuLyMUKmoRHAWFJkbs_nkB4I_faNKVgMQXGnceormGmyu5U4iosuU9x7Sn7WHb6Z_OPSQk1J9q9iMhyphenhyphenBKXUfDOTYscx8CM/s1600/1100_8540.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図18 ベンゼンのCX 面外変角振動 (<i>E<sub>2u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjhG_EiKwW8zhV0o9IelfjAjXj9-P-BVhSHT1B0UXCiW7QZmQMHKhDeHvaVVk5lDwOe0dS8kDJoxh9XUhD3HqjmkmmCgha3qViBoZBrzea63aXDYEyaRrg84aTheI9rPMSLly6h3dbRXUI/s1600/1645_3449.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjhG_EiKwW8zhV0o9IelfjAjXj9-P-BVhSHT1B0UXCiW7QZmQMHKhDeHvaVVk5lDwOe0dS8kDJoxh9XUhD3HqjmkmmCgha3qViBoZBrzea63aXDYEyaRrg84aTheI9rPMSLly6h3dbRXUI/s1600/1645_3449.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図19 ベンゼンのCX 変角振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQc9S8VIr4McTVdHh3HCRo95oWWRWaa5ceP8xwV-sixs8yJhbAX7jDLFoNse2ZHpp75ud2PvHzoVVDQgdPycteJ_Pll71RzyuheZkcFcRsMRv4BQzgBgSW-CvYYEgpmpkRfEUjGb4LwWU/s1600/1138_4835.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQc9S8VIr4McTVdHh3HCRo95oWWRWaa5ceP8xwV-sixs8yJhbAX7jDLFoNse2ZHpp75ud2PvHzoVVDQgdPycteJ_Pll71RzyuheZkcFcRsMRv4BQzgBgSW-CvYYEgpmpkRfEUjGb4LwWU/s1600/1138_4835.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図20 ベンゼンの骨格平面振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhcCRFt7XciO0DmPxsa8xWXdvo8AX3aQM1Ciq3l_e25tx_eHEYULt18QL9rHEjT2iRLKJ2aamKgNokZIILDieinZjiSMeeZLhyuxONR4l2zxplmR7bkN6wUTssYgsCP0il_0JWasgEewLM/s1600/3363_4586.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="255" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhcCRFt7XciO0DmPxsa8xWXdvo8AX3aQM1Ciq3l_e25tx_eHEYULt18QL9rHEjT2iRLKJ2aamKgNokZIILDieinZjiSMeeZLhyuxONR4l2zxplmR7bkN6wUTssYgsCP0il_0JWasgEewLM/s1600/3363_4586.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図21 ベンゼンのCX 伸縮振動 (<i>E<sub>1u</sub></i>) のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
引用文献<br />
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-662 (1993).<br />
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-584-587 (1993).</div>イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-73463281914707645902013-05-23T17:20:00.000+09:002013-05-23T17:23:00.248+09:00RHF/3-21Gレベルにおける硫化水素の構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いた硫化水素の構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「H2S.gjf」とした。 モデル化学をRHF、基底関数を3-21G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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 3-21G opt freq<br />
<br />
H2S<br />
<br />
0 1<br />
S1<br />
H2 1 R1<br />
H3 1 R1 2 A1<br />
<br />
R1=1.336<br />
A1=92.1<br />
<br />
<br />
<br />
H-S-H角の下は空行を2行必要とする。<br />
<br />
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -396.70466613 a.u.<br />
Point Group : <i>C<sub>2v</sub></i><br />
S-H 結合距離 : 1.35058 Å<br />
H-S-H 結合角 : 95.80548 °<br />
全対称伸縮振動 : 2638.7161 cm<sup>-1</sup><br />
全対称変角振動 : 1322.0366 cm<sup>-1</sup><br />
逆対称伸縮振動 : 2652.1605 cm<sup>-1</sup><br />
<br />
硫化水素は主軸 <i>C<sub>2</sub></i> (2回転軸<i>C<sub>2</sub></i>) をもち、それを含む対称面<i>σ<sub>v</sub></i> をもっているので<i>C<sub>2v</sub></i> 対称性となる。<br />
文献値<sup>*1</sup>によると、S-H 結合距離は 1.336 Å、H-S-H 結合角は 92.1 °である。<br />
文献値<sup>*2</sup>によると、全対称伸縮振動は 2615 cm<sup>-1</sup> 、全対称変角振動は 1183 cm<sup>-1</sup> 、逆対称伸縮振動は 2626 cm<sup>-1</sup> である。<br />
<br />
以下に、構造最適化された硫化水素と各振動のアニメーションを図示する。<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiOvMEd7Qk7Sal1ydUYtiMqOvuCZoXNIbxpyEWVUsT228FGd0LBnDIrNVvRBObFLgUaSoFYR6QpvF7KddJIn1RR34NGC8zrKiGIrhddCfm_DO-_LExfBMDRIO-9Ao1HN6WZn0qWixQtIm8/s1600/H2S.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiOvMEd7Qk7Sal1ydUYtiMqOvuCZoXNIbxpyEWVUsT228FGd0LBnDIrNVvRBObFLgUaSoFYR6QpvF7KddJIn1RR34NGC8zrKiGIrhddCfm_DO-_LExfBMDRIO-9Ao1HN6WZn0qWixQtIm8/s1600/H2S.png" height="281" width="320" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
図1 構造最適化された硫化水素</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiEo6fwpmugp9qtNQqAHIk9sUqwzSDEGXGbpFt9hTuSx3IXXgzYJtdgWpzCH3cxY5lZmlcpwv00-G_VWuRTtIDiR2qz1X90Q324F4lnwIy9b-HWx516z8kehOELy52bUeAa9cDZbtnErzs/s1600/2638_72.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiEo6fwpmugp9qtNQqAHIk9sUqwzSDEGXGbpFt9hTuSx3IXXgzYJtdgWpzCH3cxY5lZmlcpwv00-G_VWuRTtIDiR2qz1X90Q324F4lnwIy9b-HWx516z8kehOELy52bUeAa9cDZbtnErzs/s1600/2638_72.gif" height="281" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図2 硫化水素の全対称伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi1pVM_RfC1grrC80HbBvzKhYjPfzatJZA8os47lm-SrzNtgg4cJZn1Ag2a5Xx_1LKZaHuLCV40RiyH7781n_u_o_smUA1ib5RJzePffXznNL6p7VNQahskUw13vkvhlcE2ztPU9lBXTYM/s1600/1322_04.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi1pVM_RfC1grrC80HbBvzKhYjPfzatJZA8os47lm-SrzNtgg4cJZn1Ag2a5Xx_1LKZaHuLCV40RiyH7781n_u_o_smUA1ib5RJzePffXznNL6p7VNQahskUw13vkvhlcE2ztPU9lBXTYM/s1600/1322_04.gif" height="281" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図3 硫化水素の全対称変角振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjIGL6xzol3ZeSXYCyybKwA6PmVf5VDhr-Zix7bKHrGLlSh4uFk8To5JHx8tpLpYSGg3ZOwJ4HZRlaSUIKzIRsidjL_BMkJBIDDVFIa2VbB6cONg_AOWXu4o2Lq9VfGGgHloLYuYMWdqyk/s1600/2652_16.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjIGL6xzol3ZeSXYCyybKwA6PmVf5VDhr-Zix7bKHrGLlSh4uFk8To5JHx8tpLpYSGg3ZOwJ4HZRlaSUIKzIRsidjL_BMkJBIDDVFIa2VbB6cONg_AOWXu4o2Lq9VfGGgHloLYuYMWdqyk/s1600/2652_16.gif" height="281" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図4 硫化水素の逆対称伸縮振動のアニメーション</div>
<br />
<br />
<br />
引用文献<br />
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-653 (1993).<br />
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-582 (1993).イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-80010980961733709252013-05-23T11:59:00.003+09:002013-05-24T11:30:21.470+09:00RHF/3-21Gレベルにおけるメタンの構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いたメタンの構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「CH4.gjf」とした。 モデル化学をRHF、基底関数を3-21G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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 3-21G opt freq<br />
<br />
CH4<br />
<br />
0 1<br />
C1<br />
H2 1 R1<br />
H3 1 R1 2 A1<br />
H4 1 R1 2 A1 3 A2<br />
H5 1 R1 2 A1 4 A2<br />
<br />
R1=1.0<br />
A1=109.471<br />
A2=120.0<br />
<br />
<br />
<br />
二面体角A2(D1としてもよい)の下は空行を2行必要とする。<br />
<br />
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -39.97687756 a.u.<br />
Point Group : <i>T<sub>d</sub></i><br />
C-H 結合距離 : 1.08294 Å<br />
H-C-H 結合角 : 109.47122 °<br />
HCHH 二面体角 : 120.00000 °<br />
<div>
全対称伸縮振動 : 3186.4273 cm<sup>-1</sup></div>
縮重変角振動 : 1739.7960 cm<sup>-1</sup><br />
<div>
三重縮重伸縮振動 : 3279.7561 cm<sup>-1</sup><br />
三重縮重変角振動 : 1520.3859 cm<sup>-1</sup></div>
<div>
<br /></div>
<div>
メタンは四面体群に属し、もっとも対称がよいので <i>T<sub>d</sub></i> 対称性となる。</div>
<div>
<div>
文献値<sup>*1</sup>によると、C-H結合距離は 1.0870 Å である。</div>
<div>
文献値<sup>*2</sup>によると、全対称伸縮振動は 2917 cm<sup>-1</sup> 、縮重変角振動は 1534 cm<sup>-1</sup> 、三重縮重伸縮振動は 3019 cm<sup>-1</sup> 三重縮重変角振動は 1306 cm<sup>-1</sup> である。</div>
<div>
<br /></div>
<div>
以下に、構造最適化されたメタンと各振動のアニメーションを図示する。</div>
</div>
<div>
<br /></div>
<div>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhnfPkJYqRWp8J4PUTLWxzGvLuX98nGrC6cpPjgCqiulmcP_Q1aFh-XfZUOTNglu49OzW_VQ64uoxCqs2KGzm1KbsQdVsQbjHgaJ039i-NrDNaxdVlhn6IRJvdvdZ5lQCgCbX9L8BQNM0A/s1600/CH4.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="301" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhnfPkJYqRWp8J4PUTLWxzGvLuX98nGrC6cpPjgCqiulmcP_Q1aFh-XfZUOTNglu49OzW_VQ64uoxCqs2KGzm1KbsQdVsQbjHgaJ039i-NrDNaxdVlhn6IRJvdvdZ5lQCgCbX9L8BQNM0A/s1600/CH4.png" width="320" /></a></div>
</div>
<div>
<div style="text-align: center;">
図1 構造最適化されたメタン</div>
</div>
<div>
<br />
<br /></div>
<div>
<br />
<br /></div>
<div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg86CY5xuPm2f9RW0wCqWJidvXdvnd3JnkDb63E9yPNitZozKn138hxLx0q3GQiIZX_BHMJa1vMmRaBLCO-SVF-xihiHRBAFEWJacQuKuIwLvPgqfp4gQGFxSd3qFqX0cMRZBvyd_1c8zU/s1600/3186_43.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="301" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg86CY5xuPm2f9RW0wCqWJidvXdvnd3JnkDb63E9yPNitZozKn138hxLx0q3GQiIZX_BHMJa1vMmRaBLCO-SVF-xihiHRBAFEWJacQuKuIwLvPgqfp4gQGFxSd3qFqX0cMRZBvyd_1c8zU/s1600/3186_43.gif" width="320" /></a></div>
</div>
<div>
<div style="text-align: center;">
図2 メタンの全対称伸縮振動のアニメーション</div>
</div>
<div>
<br />
<br />
<br />
<br /></div>
<div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjFFiWNUAf_wht91m9JVa1KBnpwOpnKbJJFOQDQyT2duXcCheT-yug6q6M9VUxitorSllOO1C6kdxr0cltvgVDq2cZyqQPWRYteSNahbIeZFY_4ot_Z_bYwx5QzxRKS5kyrKuictEJd06g/s1600/1739_7960.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="301" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjFFiWNUAf_wht91m9JVa1KBnpwOpnKbJJFOQDQyT2duXcCheT-yug6q6M9VUxitorSllOO1C6kdxr0cltvgVDq2cZyqQPWRYteSNahbIeZFY_4ot_Z_bYwx5QzxRKS5kyrKuictEJd06g/s1600/1739_7960.gif" width="320" /></a></div>
</div>
<div>
<div style="text-align: center;">
図3 メタンの縮重変角振動のアニメーション</div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhysUXggoTNad6FcrCEESZ9IvxucIUj3AxMjYkRlD2Y1r5HPN4CdMChtFuZjnUCJ6e6A4nY1KJpsXsm9TMKtqtLcymd4YATjNHMUgN9z9qbjO_leqKCyOKiVHNhltomst5XoM-92uH_994/s1600/3279_7561.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="301" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhysUXggoTNad6FcrCEESZ9IvxucIUj3AxMjYkRlD2Y1r5HPN4CdMChtFuZjnUCJ6e6A4nY1KJpsXsm9TMKtqtLcymd4YATjNHMUgN9z9qbjO_leqKCyOKiVHNhltomst5XoM-92uH_994/s1600/3279_7561.gif" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図4 メタンの三重縮重伸縮振動のアニメーション</div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgI36HrjMyFssg3s1L_pS-8RkHIhPyYr7zJbAx3dCNfLXPtSpiopKBOHyqrmHA14bFByJyNqtaZVv74-hl4mruttqsNsR6EDdWBSfR34P4Eg2JV5cRrVnaq1uKeniVh2PdkLP959rqdRPY/s1600/1520_3859.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" height="301" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgI36HrjMyFssg3s1L_pS-8RkHIhPyYr7zJbAx3dCNfLXPtSpiopKBOHyqrmHA14bFByJyNqtaZVv74-hl4mruttqsNsR6EDdWBSfR34P4Eg2JV5cRrVnaq1uKeniVh2PdkLP959rqdRPY/s1600/1520_3859.gif" width="320" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<span style="text-align: left;">図5 メタンの三重縮重変角振動のアニメーション</span></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
</div>
<div>
<br />
<br /></div>
<div>
<div>
引用文献</div>
<div>
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-662 (1993).</div>
<div>
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-583 (1993).</div>
</div>
イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5833075323050782207.post-24117482745442549532013-05-21T11:12:00.001+09:002013-05-23T17:23:17.132+09:00RHF/3-21Gレベルにおける水分子の構造最適化・振動解析Gaussian 09を用いた水分子の構造最適化・および構造解析の計算について記述する。<br />
<br />
まず、Gaussian 09 インプットファイル名は「H2O.gjf」とした。 モデル化学をRHF、基底関数を3-21G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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
<br />
# RHF 3-21G opt freq<br />
<br />
H2O<br />
<br />
0 1<br />
H1<br />
O2 1 R1<br />
H3 2 R1 1 A1<br />
<br />
R1=0.96<br />
A1=104.5<br />
<br />
<br />
<br />
H-O-H角の下は空行を2行必要とする。<br />
<br />
<br />
これを Gaussian 09 で計算すると、以下の結果が得られた。<br />
<br />
E(RHF) : -75.58595976 a.u.<br />
Point Group : <i>C<sub>2</sub>v</i><br />
O-H 結合距離 : 0.96668 Å<br />
H-O-H 結合角 : 107.67868 °<br />
全対称伸縮振動 : 3812.10 cm<sup>-1</sup><br />
全対称変角振動 : 1799.37 cm<sup>-1</sup><br />
逆対称伸縮振動 : 3945.53 cm<sup>-1</sup><br />
<br />
水分子は主軸 <i>C<sub>2</sub></i> (2回転軸<i>C<sub>2</sub></i>) をもち、それを含む対称面<i>σ<sub>v </sub></i>をもっているので<i>C<sub>2</sub>v </i>対称性となる。<br />
文献値<sup>*1</sup>によると、O-H 結合距離は 0.9578 Å、H-O-H 結合角は 104.478 °である。<br />
文献値<sup>*2</sup>によると、全対称伸縮振動は 3657 cm<sup>-1</sup> 、全対称変角振動は 1595 cm<sup>-1</sup> 、逆対称伸縮振動は 3756 cm<sup>-1</sup> である。<br />
<br />
以下に、構造最適化された水分子と各振動のアニメーションを図示する。<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAN7b4drMiQRQgFRLTjziWeVZHdE3y6AZk11JfvO2fPuzu5YghSe7_fhHga-OSNl3fj7-V3h4py4oICiUrq3g7jjmBhXU1jBF2cSp7HubAXDLcHwkLCRByvI6t5jLa0RZJE8TQJb-v-Dk/s1600/H2O.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAN7b4drMiQRQgFRLTjziWeVZHdE3y6AZk11JfvO2fPuzu5YghSe7_fhHga-OSNl3fj7-V3h4py4oICiUrq3g7jjmBhXU1jBF2cSp7HubAXDLcHwkLCRByvI6t5jLa0RZJE8TQJb-v-Dk/s320/H2O.png" height="247" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図1 構造最適化された水分子</div>
<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjw9eWvp_JZHLNVOS8hyWMD1jiRvT59ekNyUTuL5RwOUlxyd8vuP-9lefdtPO0NRfLnuvjiflomJ6UTajXi-VvQIBzmySJTHnE15SYj8bCAjHh54qsCTZsQTda_bkXhVOf_IpPhtohZyAY/s1600/3812.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjw9eWvp_JZHLNVOS8hyWMD1jiRvT59ekNyUTuL5RwOUlxyd8vuP-9lefdtPO0NRfLnuvjiflomJ6UTajXi-VvQIBzmySJTHnE15SYj8bCAjHh54qsCTZsQTda_bkXhVOf_IpPhtohZyAY/s320/3812.gif" height="247" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図2 水分子の全対称伸縮振動のアニメーション</div>
<div style="text-align: center;">
<br /></div>
<div style="text-align: center;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYarrQ_X_WhG1jzIExXpoCXVz2wd7Dj7U7_jID8pRwnbSZT3-d7GvDLRhIIY73za782gBlq6moUVCBtlg2XcN_6ojMw3Ukc94AYGon9HkOBET8WfiH0WEFV0_sGdwnQ5PrA2Ne6DgjS0g/s1600/1799.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYarrQ_X_WhG1jzIExXpoCXVz2wd7Dj7U7_jID8pRwnbSZT3-d7GvDLRhIIY73za782gBlq6moUVCBtlg2XcN_6ojMw3Ukc94AYGon9HkOBET8WfiH0WEFV0_sGdwnQ5PrA2Ne6DgjS0g/s320/1799.gif" height="247" width="320" /></a></div>
<div style="text-align: center;">
図3 水分子の全対称変角振動のアニメーション</div>
<div style="text-align: center;">
<br /></div>
<div>
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiN8TOkj_2Tkad_2OLbpAjXBq2U6UA5gIp_3dYYFfDnwOb1CZEk2Tiq7CgXIiEt5D8bIYsG-04tfLxDw7xnkbauFmX3zmhIp9gksJUN6HdkkCeGlra52euFZZIzconR_JCe7mBtRU7Ze6A/s1600/3945.gif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiN8TOkj_2Tkad_2OLbpAjXBq2U6UA5gIp_3dYYFfDnwOb1CZEk2Tiq7CgXIiEt5D8bIYsG-04tfLxDw7xnkbauFmX3zmhIp9gksJUN6HdkkCeGlra52euFZZIzconR_JCe7mBtRU7Ze6A/s320/3945.gif" height="247" width="320" /></a></div>
<div>
<div style="text-align: center;">
図4 水分子の逆対称伸縮振動のアニメーション<br />
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
<br /></div>
<div style="text-align: left;">
引用文献</div>
<div style="text-align: left;">
*1 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-653 (1993).</div>
<div style="text-align: left;">
*2 日本化学会編, 改訂4版 化学便覧 基礎編, 丸善, II-582 (1993).</div>
</div>
</div>
イヒhttp://www.blogger.com/profile/06877137425979391065noreply@blogger.com0