Tối ưu hóa cấu trúc của phân tử và tính nhiệt tạo thành của phân tử
Giải Chuyên đề Hóa học 10 Bài 10: Tính tham số cấu trúc và năng lượng
Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Bài 1 trang 68 Chuyên đề Hóa học 10 trong Bài 10: Tính tham số cấu trúc và năng lượng sách Chân trời sáng tạo. Với lời giải hay và chi tiết hy vọng sẽ giúp các học sinh dễ dàng nắm được cách làm bài tập trong Chuyên đề Hóa 10.
Bài 1 trang 68 Chuyên đề Hóa học 10: Tối ưu hóa cấu trúc của phân tử và tính nhiệt tạo thành của phân tử, độ dài các liên kết và góc liên kết của các phân tử bằng phương pháp PM7. Xác định quy luật biến đổi các giá trị trong dãy các chất sau:
a) Cl2, Br2 và I2.
b) CH4, NH3, H2O
Lời giải:
Phương pháp tính toán bằng phần mềm MOPAC:
Bước 1: Vẽ công thức phân tử bằng phần mềm ChemSketch. Sau khi vẽ xong chọn Tool, chọn 3D Optimization. Sau đó chọn nút 3D Viewer để nhận được cấu trúc 3D của phân tử
Bước 2: Trong 3D viewer vào menu file, chọn Save as, đặt tên file ví dụ: Cl2.mop (save as file chọn MOPAC Z Maxtrix).
Bước 3: Nhấp chuột phải lên file Cl2.mop → Open with Notepad → Thêm lệnh OPT ENPART (Xác định cấu trúc và năng lượng). Sau đó lưu lại.
Bước 4: Nhấp đúp chuột trái lên file Cl2.mop, chương trình sẽ chạy và cho 2 file mới xuất hiện là Cl2.out và Cl2.arc. Nếu không thấy kết quả thì nhấn chuột phải lên file Cl2.mop → open with MOPAC2016 nằm trong thư mục D:\MOPAC2016
Bước 5: Xem xét dữ liệu xuất ở file Cl2.out bằng notepad.
Bước 6: Diễn giải dữ liệu xuất
Phần kết quả:
Kết quả cho biết nhiệt tạo thành (FINAL HEAT OF FORMATION)
Tổng năng lượng phân tử (ETOT (EONE + ETWO))
Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE)
b) - Đối với Cl2
+ Kết quả nhiệt tạo thành của Cl2:
+ Tổng năng lượng phân tử:
+ Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE)
- Đối với Br2:
+ Kết quả nhiệt tạo thành của Br2:
+ Tổng năng lượng phân tử:
+ Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE)
- Đối với I2
+ Kết quả nhiệt tạo thành của I2:
+ Tổng năng lượng phân tử:
+ Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE)
- Xác định quy luật biến đổi trong dãy Cl2, Br2, I2:
+ Kết quả nhiệt tạo thành tăng dần từ Cl2 đến I2 ⇒ Độ bền của các liên kết giảm dần từ Cl2 đến I2
+ Độ dài liên kết tăng dần từ Cl2 đến I2 do bán kính nguyên tử tăng dần nên khoảng cách giữa hai hạt nhân tăng dần.
b) Đối với CH4:
+ Kết quả nhiệt tạo thành của CH4:
+ Tổng năng lượng phân tử:
+ Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE)
- Đối với NH3
+ Kết quả nhiệt tạo thành của NH3:
+ Tổng năng lượng phân tử:
+ Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE)
- Đối với H2O
+ Kết quả nhiệt tạo thành của H2O
+ Tổng năng lượng phân tử:
+ Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE)
- Xác định quy luật biến đổi trong dãy CH4, NH3, H2O
+ Kết quả nhiệt tạo thành giảm theo dãy H2O > CH4 > NH3
