۳ –CENTERBOND (3C): منظور پیوندهای سه مرکزی می باشد.
LP: نشان‌دهنده تعداد جفت الکترون‌های ناپیوندی می‌باشد.
DEV: ماکزیمم میزان انحراف اوربیتال‌های تشکیل‌دهنده پیوند را نشان می‌دهد.
E(2): انرژی پایداری حاصل از انتقالات  می‌باشد
۳-۸-مقایسه روش‌های مکانیک کوانتومی
موضوع هندسه تعادلی و انرژی نسبی پیکربندی‌های مختلف یک مولکول (به خصوص در مورد مولکول‌های زیست شناختی) از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. بنابر آنچه به دست آمده است، معلوم می‌شود که محاسبات SCF آغازین در مورد ساختارهای مولکولی، به طور معمول نتایج قابل اعتمادی را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، زوایای دو وجهی در ترکیبات غیرحلقوی، که شامل دو یا سه یا چهار اتم غیر هیدروژن هستند، با بهره گرفتن از روش‌های محاسباتی STO-3G و ۴-۳۱G به خوبی پیش‌بینی می‌شود. از محاسبات ۴-۳۱G پیش‌بینی‌های خوبی برای پایداری‌های نسبی ساختارهای مختلف به دست می‌آید. گروهی از پژوهشگران به این نتیجه رسیده‌اند که روش‌های CNDO، INDO برای کارهای ساختاری قابل اعتماد نیستند. برای بررسی‌های ساختاری، روش‌های PCILO به طور قابل توجهی مطمئن‌تر از روش CNDO است و همین روش در محاسبات ساختاری چند مولکولی زیست شناختی نتایج خیلی خوبی را ارائه داده است.
دانلود پایان نامه - مقاله - پروژه
روش‌های نیمه تجربی، از نظر کوتاهی زمان محاسبه برتری قابل توجهی نسبت به روش آغازین دارند. روش‌های MINIDO/3، CNDO، INDO و MNDO همه، زمان یکسانی از کامپیوتر را می‌گیرند. در مورد محاسبه تکی در مورد مولکولی به اندازه متوسط، زمان‌های نسبی محاسبه، به صورت خیلی تقریبی آن، عبارتند از: ۱ برای CNDO، ۱۰۰ برای STO-3G، ۶۰۰ برای ۴-۳۱G و ۳۰۰۰ برای  . در مورد مولکول‌های بزرگ‌تر، امتیاز برتری زمانی برای روش‌های نیمه تجربی، چشمگیرتر می‌شود. با توجه به سرعت عمل موجود در محاسبه گرادیان انرژی با بهره گرفتن از روش‌های نیمه‌تجربی، همین امر، در صورت بهینه‌سازی هندسی واقعیت می‌یابد.
به طور خلاصه، می‌توان گفت هرچند روش‌های توسعه یافته هوکل، INDO، CNDO، هرکدام می‌تواند برای کاربردهای محدود معینی مفید باشند، اما به طور کلی این روش‌ها در محاسبه خواص مولکولی زیاد مورد اعتماد نیستند. میزان کلی اطمینان به روش‌های اوربیتال مولکولی آغازین، در مورد مولکول‌های پوسته بسته عموماً خوب هستند، به شرط آن‌که از یک سری به اندازه مناسب (لزوماً اندازه به خواص مورد محاسبه بستگی دارد) استفاده شود، و نیز به شرط آن که این کار فقط به تغییرات انرژی مابین هم پارها و تغییرات انرژی در واکنش‌ها محدود باشد. البته اندازه مولکولی، که برای آن می‌توان محاسبات آغازین را انجام داد، کاملاً محدود است.
روش MNDO، در تثبیت خواص مولکولی، به میزان قابل ملاحظه‌ای بهتر از روش‌هایINDO و یا CNDO است، ولی همین روش نیز به اندازه محاسبات آغازین قابل اعتماد به نظر نمی‌رسد.
۳-۹- روش کار
۳-۹-۱- تهیه فایل داده ­ها[۱۰۳]
یک سری داده ­ها شامل مشخصات مولکول مورد نظر به صورت فایل داده که به صورت
Z-ماتریکس می­باشد به برنامه MOPAC داده می­ شود، زیرا کار کردن با برنامه MOPAC در ابتدا مستلزم تهیه و تحویل مشخصات سیستم مورد مطالعه به برنامه کامپیوتری است. مشخصات فوق که وضعیت هندسی و ساختار مولکول مورد مطالعه را برای برنامه تعریف می­ کند، به دو روش تهیه می­شوند:
تعریف وضعیت هندسی هر اتم نسبت به اتم خاص دیگر به وسیله طول پیوند، زاویه پیوند و زاویه دو وجهی تعریف می شود که لیست اتصال[۱۰۴] نامیده می­ شود.
تعریف وضعیت هندسی مولکول با کمک یک نقطه ارزیابی مجازی[۱۰۵] که بعداً در محاسبات حذف می­گردد.
۳-۹-۲-نحوه محاسبات برنامه MOPAC
به طور کلی محاسبات اوربیتال مولکولی نیمه میدان خود سازگار نتایج زیر را به دست می­دهد. نتایج قابل مقایسه با تجربه، نتایج مکانیک کوانتومی که با نتایج تجربی مقایسه نمی­شوند و با نتایج روش‌های آغازین مقایسه می­شوند.
مقادیری که برای کاربر معمولی برنامه ارزشی ندارد. دسته اول مقادیر قابل مشاهده مانند گرمای تشکیل، پتانسیل یونش و ……است. اگر شکل هندسی مولکول و ساختار بهینه شده صحیح مورد استفاده قرار گیرد، می­توان مقادیر فوق را با نتایج تجربی مقایسه کرد. دسته دوم شامل ویژگی­های اوربیتال مولکولی و … می­باشند که با محاسبات برنامه MOPAC به دست می­آیند. دسته سوم نتایجی هستند که برای خود برنامه به کار می­روند و شامل چگالی ماتریکس است و معمولا˝ به کاربر ارائه نمی­ شود.
۳-۹-۳- بهینه سازی ساختار هندسی
برای تطبیق نتایج به دست آمده با مقادیر تجربی لازم است ک ساختار مولکول بهینه شود. به همین دلیل از روش کمینه انرژی استفاده می­ شود. برای این منظور نیروهای وارد شده برروی هر یک از اتم­های سیستم محاسبه شده و سپس اتم­ها بر حسب نیروهای فوق در جهتی حرکت داده می­شوند تا انرژی سیستم به کمترین مقدار خود برسد.
به این ترتیب عمل بهینه­سازی متوقف شده و نتایج به کاربر برنامه ارائه می­ شود.
۳-۹-۴- شرح روش کار محاسبات کامپیوتری
ابتدا ساختار اولیه مولکول­ها را با بهره گرفتن از نرم افزار Chem3D رسم کرده و با بهره گرفتن از روش MM2 بهینه­سازی اولیه صورت گرفت.
شکل ۳-۷- نمایی از محیط کار در نرم افزار Chem3D
سپس Z-ماتریکس مورد نیاز برای پیکربندی سیس و ترانس مولکول­های موردنظر برای استفاده بعنوان فایل ورودی برنامه گوسین با پسوند gjf ساخته شد.
شکل ۳-۸- نمایی از Z-ماتریکس برای مولکول ۱و۲-دی­فنیل دی­فسفن
در مرحله بعد با بهره گرفتن از برنامه MOPAC و بهره گیری از روش مکانیک کوانتومی نیمه تجربی PM3 ساختار مولکول بهینه­سازی مجدد شد.
شکل ۳-۹- نمایی از محیط کار در نرم افزار Chem3D
بعد از آن بهینه­سازی نهایی با روش های مکانیک کوانتومی آغازین در سطح نظری مورد نظر انجام گرفت، ساختار بهینه، ممان دوقطبی، طول پیوند، زوایا پیوندی و … برای هر مولکول به دست آمد.
شکل ۳-۱۰-نمایی از پنجره ورودی اطلاعات برای انجام محاسبات در مولکول ۱و۲-دی­فنیل دی­فسفن
شکل ۳-۱۱- نمایی از پنجره اطلاعات خروجی بعد از محاسبات در مولکول ۱و۲-دی­فنیل دی­فسفن
سپس محاسبات اوربیتال پیوند طبیعی (NBO) برروی ساختارهای بهینه شده انجام شد.
شکل ۳-۱۲-نمایی از پنجره ورودی اطلاعات برای انجام محاسبات NBOدر مولکول ۱و۲-دی فنیل دی آرسن
اطلاعاتی که از برنامه NBO استخراج می­ شود شامل هیبرید اتم­ها، جمعیت الکترونی، انحراف اوربیتال­های تشکیل دهنده پیوند، انرژی اوربیتال­ها و انرژی حاصل از انتقالات Donor-Acceptor می‌باشد.
شکل ۳-۱۳-نمایی از اطلاعات خروجی از محاسبات NBO در مولکول ۱و۲-دی­فنیل دی­فسفن
۳-۱۰-روش کار با نرم افزار گوسین
شکل ۳-۱۴- نمایی از محیط کار گوسین
۳-۱۰-۱-هدف اصلی از انجام محاسبه
ابتدا باید برای سیستم مشخص شود که چه کاری را انجام دهد زیرا برای انجام هر نوع کار محاسبه‌ای باید از دستورات مخصوص به آن استفاده کرد. مثلاً برای بهینه‌سازی هندسه مولکولی باید از دستور opt و برای محاسبه فرکانس از دستور freq استفاده نمود. به طور کلی در هر زمان فقط یک نوع دستور و یا کار، قابل اجرا می‌باشد. در این مورد استثناهایی نیز وجود دارد مثلاً دستور opt و polar می‌تواند همراه با freq اجرا شود .
۳-۱۰-۲- روش محاسبه
در این قسمت از یکی از روش‌های محاسبات کوانتوم مکانیکی برای محاسبه استفاده می‌شود. اگر روش خاصی تعریف نشود نرم‌افزار به طور اختیاری از روش HF استفاده می‌کند .
۳-۱۰-۳- مجموعه پایه
مجموعه پایه یک نمایش ریاضی برای اربیتال‌های مولکولی است. اگر از مجموعه خاصی استفاده نشود نرم‌افزار از مجموعه پایه STO-3G استفاده می‌کند.
۳-۱۰-۴-طرز کار
طرز کار با نرم‌افزار گوسین بدین صورت است که با انتخاب برنامه، پنجره ورودی کار باز می‌شود که اطلاعات ورودی اولیه و اصلی را می‌بایست در این پنجره وارد کرد که از چندین قسمت تشکیل شده است.
- در قسمت Section%، یک نام اختیاری جهت برنامه موردنظر انتخاب می‌کنیم، این امر سبب می‌شود که کلیه اطلاعات مربوط به این برنامه از ابتدا تا انتها در حافظه سیستم ذخیره گردد.
- در قسمت RouteSection، باید برای برنامه مشخص شود که از کدام روش محاسباتی و با چه مجموعه پایه‌ای محاسبات را انجام دهد. هم چنین نوع محاسبات باید مشخص شود. فرم کلی که در این قسمت باید درج شود چنین است:
# Method/basis–set/type of Calculation (keyword)
شکل ۳-۱۵- نمایی از محیط کار در گوسین برای وارد کردن اطلاعات اولیه و اصلی
‏- در قسمت Title Section، می‌توان برای کار محاسباتی یکسری اطلاعات توصیفی نوشت این توضیحات در خروجی برنامه و در قسمت بایگانی ذخیره می‌شوند، اما نرم‌افزار استفاده خاصی از آن­ها نمی‌کند.
- در قسمت Charge, Multipilicity، بار مولکول یا اتم مورد محاسبه و چندگانگی اسپین وارد می‌شود.
- در قسمتMolecule Specification، مشخصات کامل مولکول را می‌توان با فرمت‌های مختلف وارد کرد.
عمل بهینه‌سازی تا جایی ادامه می‌یابد که انرژی مینیمم گردد. مقدار انرژی برای مولکول بهینه شده تحت عنوان Sum of Electronic and Zero point energy در خروجی گوسین ثبت می­ شود.
گوسین ۲۰۰۳ که آخرین ویرایش سری گوسین می­باشد [۳۳] پیش گویی انواع خواص مولکول­ها و واکنش­ها که شامل موارد زیر می­باشد را دارد:

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...