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
Ć
wiczenie 10.
Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa
w układach aromatycznych
Ć
wiczenie 11.
Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej
podstawionych pochodnych benzenu
Ć
wiczenie 12.
Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji
prostych cząsteczek.
Ć
wiczenie 13.
Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form
tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon
Ć
wiczenie 14.
Projekt własny
Ć
wiczenie 9.
Wyznaczanie TS,
reakcja SN2: Cl
-
+ CH
3
-Cl
Cl-CH
3
+ Cl
–
Ć
wiczenie 14.
Projekt własny
Ć
wiczenie 9.
Wyznaczanie TS,
reakcja SN2: Cl
-
+ CH
3
-Cl
Cl-CH
3
+ Cl
–
Ć
wiczenie 10.
Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa
w układach aromatycznych
Ć
wiczenie 11.
Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej
podstawionych pochodnych benzenu
Ć
wiczenie 12.
Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji
prostych cząsteczek.
Ćwiczenia 9 - 14
Ć
wiczenie 13.
Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form
tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon
Wyk
Wyk
ł
ł
ad 30.05.2006
ad 30.05.2006
zagadnienia om
zagadnienia om
ó
ó
wione
wione
Ć
wiczenie 10.
Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa
w układach aromatycznych
Ć
wiczenie 11.
Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej
podstawionych pochodnych benzenu
Ć
wiczenie 12.
Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji
prostych cząsteczek.
Ć
wiczenie 13.
Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form
tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon
Ć
wiczenie 14.
Projekt własny
Ć
wiczenie 9.
Wyznaczanie TS,
reakcja SN2: Cl
-
+ CH
3
-Cl
Cl-CH
3
+ Cl
–
Ćwiczenia 9 - 14
Obowi
Obowi
ą
ą
zkowe
zkowe
2 z 4 (do wyboru)
2 z 4 (do wyboru)
lub
lub
Projekt w
Projekt w
ł
ł
asny
asny
Ć
wiczenie 10.
Funkcja Fukui’ego, substytucja elektrofilowa
w układach aromatycznych
Ć
wiczenie 11.
Produkty przejściowe reakcji substytucji elektrofilowej
podstawionych pochodnych benzenu
Ć
wiczenie 12.
Metoda perturbacyjna MP2. Potencjały jonizacji
prostych cząsteczek.
Ć
wiczenie 13.
Wpływ rozpuszczalnika. Stabilność form
tautomerycznych; 2-pirydon <-> 2-hydroksypirydon
Ć
wiczenie 14.
Projekt własny
Ć
wiczenie 9.
Wyznaczanie TS,
reakcja SN2: Cl
-
+ CH
3
-Cl
Cl-CH
3
+ Cl
–
Ćwiczenia 9 – 14 (gr. organiczna)
2 z 5 (do wyboru)
2 z 5 (do wyboru)
lub
lub
Projekt w
Projekt w
ł
ł
asny
asny
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 domy
ś
ś
lnie w GAMESS algorytm optymalizacji TS
lnie w GAMESS algorytm optymalizacji TS
wymaga podania
wymaga podania
Hessianu
Hessianu
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
+
- E
0
I = E
N-1
- E
N
= E
+
- E
0
Metoda HF – twierdzenie Koopmansa:
I
i
= -e
i
Potencja
Potencja
ł
ł
jonizacji
jonizacji
I = E
N-1
- E
N
= E
+
- E
0
Metoda HF – twierdzenie Koopmansa:
I
i
= -e
i
Potencja
Potencja
ł
ł
jonizacji
jonizacji
E
n
er
g
ia
I = E
N-1
- E
N
= E
+
- E
0
Metoda HF – twierdzenie Koopmansa:
I
i
= -e
i
Potencja
Potencja
ł
ł
jonizacji
jonizacji
E
n
er
g
ia
Założenie: brak relaksacji orbitali
I = E
N-1
- E
N
= E
+
- E
0
E
n
er
g
ia
I
E
0
E
+
E
+
, E
0
energia dla kationu i cz. obojętnej
z osobnych obliczeń SCF
Potencja
Potencja
ł
ł
jonizacji
jonizacji
I = E
N-1
- E
N
= E
+
- E
0
E
n
er
g
ia
I
E
0
E
+
E
+
, E
0
energia dla kationu i cz. obojętnej
z osobnych obliczeń SCF
Potencja
Potencja
ł
ł
jonizacji
jonizacji
Geometria?
Geometria?
I
v
= E
+
(R
0
0
) – E
0
(R
0
0
)
E
n
er
g
ia
I
v
E
0
(R)
E
+
(R)
R
0
0
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
E
n
er
g
ia
I
v
E
0
(R)
E
+
(R)
R
0
0
R
+
0
I
v
– wertykalny pot. jonizacji
I
a
– adiabatyczny
I
a
I
v
= E
+
(R
0
0
) – E
0
(R
0
0
)
I
a
= E
+
(R
+
0
) – E
0
(R
0
0
)
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