Quimica cuantica practica conjuntos base gaussian

Universidad Nacional Autónoma de México[pic 1][pic 2]

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Práctica 3: Conjuntos base.

Alumno: Almazán González Alejandro.

Laboratorio de Aplicaciones de la química cuántica. Licenciatura en Química Grupo: 2851. Periodo: 2017-II

Profesora. Dr. Sandy María Pacheco Ortín.

Objetivos

1. Determinar con diferentes conjuntos bases, parámetros geométricos tales como distancias y ángulos de enlace óptimos de algunas moléculas para comparar con los datos obtenidos experimentalmente. De la misma forma, comparar los resultados energéticos de las moléculas según su conjunto base.

Introducción

 Una tarea muy importante en la química computacional es la obtención de información de vital importancia de una molécula o una reacción, por mencionar algunos valores son los espectros de Ir, RMN, UV, parámetros termodinámicos de una molécula, entre otros.

Sin embargo, obtener estos datos requieren del uso de diferentes conjuntos base, los cuales, son empleados en conjunto con un método de cálculo en especial para conocer la forma de los orbitales moleculares por combinaciones lineales de orbitales moleculares. Un conjunto base es un conjunto de funciones de onda que describen la forma de los orbitales atómicos.

Dentro delos conjuntos base tenemos los siguientes:

1. Mínima: usa solamente una función por cada uno de los orbitales moleculares, se denota STO-nG donde n puede valer desde 2 hasta 6, usualmente se emplea la base STO-3G, también es llamada conjunto base mínimo. Es empleado para obtener valores cualitativos den moléculas grandes o valores cuantitativos en moléculas pequeñas.
2. Valencia dividida: se emplean orbitales de tipo Gaussiano donde se utilizan los orbitales del núcleo y los orbitales de valencia en forma separada. Un ejemplo de este conjunto base es el 3-21G.
3. Polarizados: Es una modificación realizada a los conjuntos base de valencia dividida, para esto, se consideran los orbitales atómicos distorsionados. Para indicar un conjunto base polarizado solamente se escribe al final del conjunto de valencia dividida un * ó **, indicando que son d y d,p respectivamente. De los conjuntos base empleados se tienen los 6-31(d), 6-31G(d,p) y 6-311G(d,p).
4. El conjunto base de valencia dividida es modificado para que los electrones se muevan lejos del núcleo, creando orbitales difusos, esta modificación se realiza cuando se desea trabajar con moléculas con electrones desapareados, aniones y estados excitados. Se añade al conjunto base polarizado una + ó ++, un ejemplo de este conjunto base es 6-31-G+(d) ó 6-31-G++(d).

Metodología

Con apoyo del Gaussview 5, se construyeron las moléculas de hidrógeno, metano, amoniaco y agua. Para cada molécula se configura el cálculo a realizar en el menú “calculate” y la opción “Gaussian calculation setup”. En la pestaña “Job type” se selecciona la opción “opt+freq”, después se elige el método de cálculo hartree fock restricted en la pestaña “Method”, en esa misma pestaña se elije uno de los conjuntos base que se indican en las tablas 1,2 y 3, para cada molécula, finalmente se da click en el botón “Submit…” para correr el cálculo. Es importante mencionar que se realizaron 5 cálculos por cada molécula.

En seguida de cada cálculo, se abre en el mismo Gaussview 5 los archivos .log obtenidos, se selecciona la opción “inquire” para conocer la longitud de enlace y el ángulo de enlace. Posteriormente, se obtuvo la energía de optimización (HF) de cada molécula en la opción “Summary”, ubicada en el menú “Results”. Los resultados de distancias de enlace se anotaron en la tabla 1, los valores de ángulo de enlace están contenidos en la Tabla 2,

Resultados

La siguiente tabla contiene los valores de distancias de enlace que fueron obtenidas para cada molécula con el respectivo conjunto base.

En la siguiente tabla se muestran los resultados de ángulos de enlace optimizados que se obtuvieron para cada molécula en el respectivo conjunto base.

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