Dichtefunktionalberechnungen: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Hergipedia
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Keine Bearbeitungszusammenfassung
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
(16 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
Berechnungen auf KMLYP, BH&HLYP sowie B3LYP jeweils auf 6-311+G**
Berechnungen auf KMLYP, BH&HLYP sowie B3LYP jeweils auf 6-311+G**
Die Potentialhyperfläche des [13]Annulenkations wurde zuerst mittels der Kraftfeldmethode MMX des Programms HYPERCHEM durch die Konformations- und Konfigurationsanalyse untersucht. Diese Untersuchungen wurden jeweils dreimal durchgeführt. Insgesamt konnten somit 9892 Isomere lokalisiert werden. Unter diesen befanden sich 1888 Dubletten, die  anschließend selektiert wurden. Die restliche 8004 Strukturen wurden einer Singlepointberechnung auf PM3 (GAUSSIAN) unterzogen. Durch Dublettenreduktion ergab sich schließlich eine Gesamtzahl von 5096 Spezies. Aufgrund der Größe des Moleküls sowie der enormen Anzahl konnten nicht alle Strukturen auf einer DFT-Methode optimiert werden, sondern nur die Isomere, deren relative Energie auf PM3 unterhalb von 140 kcal/mol zur stabilsten Struktur lagen. 2413 Verbindungen wurden daher auf dem theoretischem Niveau KMLYP/6-31G* berechnet. Aufgrund der Erfahrung der (CH)9+-Potentialhyperfläche wurden die ersten 100 Strukturen der PM3-Berechung auf B3LYP/6-31G* und BHandHLYP/6-31G* zusätzlich berechnet. Fehlende Isomere wurden auf diesem Wege lokalisiert und anschließend auf der jeweils anderen Methode anhand der ermittelten kartesische Koordinaten nochmals berechnet. Trotz diesem Verfahren konnten nicht alle ermittelten Strukturen auf jeder Methode gefunden werden. Bei der Untersuchung auf KMLYP/6-31G* konnten insgesamt 123 Isomere lokalisiert werden.




  1. Berechnnungen auf KMLYP:
  1. Berechnnungen auf KMLYP:
  Möbius           '''13''' -314970.5989 0 142.1 Möbius 0 - 0001000110011 C2
                      Nr E(kcal/mol)  Erel(kcal/mol)ZPE       Topologie Nimag CANE         PG
  Möbiuss2          '''5'''      -314967.116 3.4829 142.3 Möbius 0 - 0001001100011 C1
 
  Möbius           '''13''' -314970.5989 0   142.1 Möbius   0 0001000110011 C2
  Möbiuss2          '''5'''      -314967.116 3.4829   142.3 Möbius   0 0001001100011 C1
  Möbius_rechts_
  Möbius_rechts_
  verdrillt   '''41''' -314964.7092 5.8897 142.3 Möbius 0 - 0000100110011 C1
  verdrillt   '''41''' -314964.7092 5.8897   142.3 Möbius   0 0000100110011 C1
  3-4-3-H-gleich   '''1''' -314964.5278 6.0711 142.1 Hückel - 0001100110011 C1
  3-4-3-H-gleich   '''1''' -314964.5278 6.0711   142.1 Hückel   0    0001100110011 C1
  Krone           '''332''' -314963.7348 6.8641 142.2 Hückel 0 - 0001010001111 CS
  Krone           '''332''' -314963.7348 6.8641   142.2 Hückel   0     0001010001111 CS
  Schmetterling   ''' 87''' -314963.4038 7.1951 142.3 Hückel 0 - 0011011001111 CS
  Schmetterling   ''' 87''' -314963.4038 7.1951   142.3 Hückel   0 0011011001111 CS
  Looks_like_Möbius '''4422''' -314963.3391 7.2598 141.3 Hückel 0 - 0001100110011 C1
  Looks_like_Möbius '''4422''' -314963.3391 7.2598   141.3 Hückel   0 0001100110011 C1
  Eingeknickte_Herz '''145''' -314962.565 8.0339 142.6 Hückel 0 - 0000101000011 CS
  Eingeknickte_Herz '''145''' -314962.565 8.0339   142.6 Hückel   0 0000101000011 CS
  Welle '''123'''         -314962.2125 8.3864 142.5 Hückel 0 - 0001111001111 C2
  Welle           '''123''' -314962.2125 8.3864   142.5 Hückel   0 0001111001111 C2
  Bienenkopf   '''61''' -314959.7958 10.8031 142.1 Hückel 0 - 0001100011011 C1
  Bienenkopf   '''61''' -314959.7958 10.8031   142.1 Hückel   0 0001100011011 C1
  Wanne           '''602''' -314959.2724 11.3265 142.7 Hückel 0 - 0000001000001 C2
  Wanne           '''602''' -314959.2724 11.3265   142.7 Hückel   0 0000001000001 C2




  2. Berechnungen auf BH&HLYP  
  2. Berechnungen auf BH&HLYP  
   Möbius         '''13''' (2143) -315274.3816 0 141.1 Möbius 0 0001000110011 C2
                    Nr               E(kcal/mol)   Erel(kcal/mol)ZPE Topologie Nimag CANE         PG  HOMA
  Möbius 2        '''5'''(864)           -315271.702 2.6796 141.3  Möbius 0      0001001100011  C1
Möbius           '''13''' (2143) -315274.3816 0 141.1 Möbius 0 0001000110011 C2 0.7339
  3-4-3-H-gleich '''1'''  (2699) -315269.8428 4.5388 141.1 Hückel 0 0001100110011 C1
  Möbius 2        '''5'''(864)         -315271.702 2.6796 141.3  Möbius 0      0001001100011  C1 0.5503
  3-4-3-H-gleich   '''1'''  (2699) -315269.8428 4.5388 141.1 Hückel 0 0001100110011 C1 0.4067
  Möbius_rechts_
  Möbius_rechts_
  verdrillt '''41''' (1944) -315268.9831 5.3985 141.3 Möbius 0 0000100110011 C1
  verdrillt   '''41''' (1944) -315268.9831 5.3985 141.3 Möbius 0 0000100110011 C1 0.5851
  Krone         '''332''' (2773) -315266.448 7.9336 141.4 Hückel 0 0001010001111 CS
  Krone           '''332''' (2773) -315266.448 7.9336 141.4 Hückel 0 0001010001111 CS 0.4223
  Schmetterling '''87''' (2595) -315266.7448    7.6368 141.3 Hückel 0 0011011001111 CS
  Schmetterling   '''87''' (2595) -315266.7448    7.6368 141.3 Hückel 0 0011011001111 CS 0.4757
  Looks_like_Möbius
  Looks_like_Möbius
  Eingeknickte_
  Eingeknickte_
  Herz            '''145''' (1588) -315266.7053     7.6763 141.6 Hückel 0 0000101000011 CS
  Herz            '''145''' (1588) -315266.7053   7.6763 141.6 Hückel 0 0000101000011 CS 0.4935
  Welle            '''123'''            -315264.4632     9.918  141.5  Hückel 0 0001111001111 C2
  Welle            '''123'''            -315264.4632   9.918  141.5  Hückel 0 0001111001111 C2 0.5428
  Bienenkopf      -                        -                -    -      -                  -
  Bienenkopf      -                        -                -    -      -                  -
  Wanne             '''602'''           -315261.4505     12.931 141.7  Hückel 0 0000001000001 C2
  Wanne           '''602'''             -315261.4505   12.931 141.7  Hückel 0 0000001000001 C2




Zeile 36: Zeile 41:


  3. Berechnungen auf B3LYP
  3. Berechnungen auf B3LYP
  '''13'''    -315629.7406 0 0001000110011 Möbius
Nr     E(kcal/mol)  Erel(kcal/mol)ZPE    Topologie CANE         PG
  '''5'''    -315624.6904 5.0502 0001001100011 Möbius
  '''13'''    -315493.5280 0 136.2  0001000110011 Möbius         C2
  '''1'''    -315622.8973 6.8433 0011001100111 Möbius
  '''5'''    -315488.3410 5.187 136.3  0001001100011 Möbius         C1
  '''41'''    -315622.3309 7.4097 0000100110011 Hückel
  '''1'''    -315482.3960      11.132  136.1                  Hückel          C1
  '''145'''  -315619.142 10.5986 0000110000111 Hückel
  '''41'''    -315485.9289 7.599 136.4  0000100110011 Möbius          C1     
  '''87'''    -315617.8976 11.843 0011011001111 Hückel
  '''145'''  -315482.5045 11.023 136.6  0000110000111 Hückel         CS
  '''332'''  -315617.3145 12.4261 0001010001111 Hückel
  '''87'''    -315481.6731 11.855 136.2  0011011001111 Hückel         CS     
  '''123'''  -315616.3802 13.3604 0001111001111 Hückel
  '''332'''  -315480.9521      12.576 136.4  0001010001111 Hückel         CS     
'''602'''    -315614.7364 15.0042 0000001000001 Hückel
  '''123'''  -315479.8489      13.679 136.5  0001111001111 Hückel         C2
'''602'''    -315477.9312 15.597 136.8  0000001000001 Hückel         C2
 
 
Das stabilste Hückel-Möbiuspaar sind auf allen drei Methoden die Möbiusstruktur '''13''' sowie die Hückelspezies '''119'''.
 
{| border=1 cellpadding=5
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Struktur'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Jmol-Ansicht'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''Dateilink'''
|-
|  13
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name>13 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.13.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.13.xyz]]
|-
| 5
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 5 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.5.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.5.xyz]]
|-
| 41
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 41 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.41.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.41.xyz]]
|-
| 1
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 1 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.119.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.119.xyz]]
|-
| 332
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 332 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.332.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.332.xyz]]
|-
| 87
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 87 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.87.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.87.xyz]]
|-
| 4422
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 4422 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.4422.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.4422.xyz]]
|-
| 145
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 145 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.145.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.145.xyz]]
|-
| 123
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 123 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.123.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.123.xyz]]
|-
| 61
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 61 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.61.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.61.xyz]]
|-
| 602
  || <jmol>
  <jmolAppletButton>
    <name> 602 </name>
    <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.602.xyz</uploadedFileContents>
    <text>3D-Popup</text>
    <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
  </jmolAppletButton>
</jmol>
  || [[Datei:all_13.b3lyp.602.xyz]]
|}

Aktuelle Version vom 25. Juli 2009, 11:12 Uhr

Berechnungen auf KMLYP, BH&HLYP sowie B3LYP jeweils auf 6-311+G**

Die Potentialhyperfläche des [13]Annulenkations wurde zuerst mittels der Kraftfeldmethode MMX des Programms HYPERCHEM durch die Konformations- und Konfigurationsanalyse untersucht. Diese Untersuchungen wurden jeweils dreimal durchgeführt. Insgesamt konnten somit 9892 Isomere lokalisiert werden. Unter diesen befanden sich 1888 Dubletten, die anschließend selektiert wurden. Die restliche 8004 Strukturen wurden einer Singlepointberechnung auf PM3 (GAUSSIAN) unterzogen. Durch Dublettenreduktion ergab sich schließlich eine Gesamtzahl von 5096 Spezies. Aufgrund der Größe des Moleküls sowie der enormen Anzahl konnten nicht alle Strukturen auf einer DFT-Methode optimiert werden, sondern nur die Isomere, deren relative Energie auf PM3 unterhalb von 140 kcal/mol zur stabilsten Struktur lagen. 2413 Verbindungen wurden daher auf dem theoretischem Niveau KMLYP/6-31G* berechnet. Aufgrund der Erfahrung der (CH)9+-Potentialhyperfläche wurden die ersten 100 Strukturen der PM3-Berechung auf B3LYP/6-31G* und BHandHLYP/6-31G* zusätzlich berechnet. Fehlende Isomere wurden auf diesem Wege lokalisiert und anschließend auf der jeweils anderen Methode anhand der ermittelten kartesische Koordinaten nochmals berechnet. Trotz diesem Verfahren konnten nicht alle ermittelten Strukturen auf jeder Methode gefunden werden. Bei der Untersuchung auf KMLYP/6-31G* konnten insgesamt 123 Isomere lokalisiert werden. 


1. Berechnnungen auf KMLYP:
                     Nr	E(kcal/mol)   Erel(kcal/mol)ZPE	       Topologie Nimag	CANE	        PG

Möbius	           13	-314970.5989	0	   142.1	Möbius	  0 	0001000110011	C2
Möbiuss2          5      -314967.116	3.4829	   142.3	Möbius	  0	0001001100011	C1
Möbius_rechts_
verdrillt	   41	-314964.7092	5.8897	   142.3	Möbius	  0	0000100110011	C1
3-4-3-H-gleich	   1	-314964.5278	6.0711	   142.1	Hückel	  0     0001100110011	C1
Krone	           332	-314963.7348	6.8641	   142.2	Hückel	  0     0001010001111	CS
Schmetterling	    87	-314963.4038	7.1951	   142.3	Hückel	  0	0011011001111	CS
Looks_like_Möbius 4422	-314963.3391	7.2598	   141.3	Hückel	  0	0001100110011	C1
Eingeknickte_Herz 145	-314962.565	8.0339	   142.6	Hückel	  0	0000101000011	CS
Welle	           123	-314962.2125	8.3864	   142.5	Hückel	  0	0001111001111	C2
Bienenkopf	   61	-314959.7958	10.8031	   142.1	Hückel	  0	0001100011011	C1
Wanne	           602	-314959.2724	11.3265	   142.7	Hückel	  0	0000001000001	C2



2. Berechnungen auf BH&HLYP   
                    Nr	              E(kcal/mol)   Erel(kcal/mol)ZPE Topologie Nimag	CANE	        PG  HOMA
Möbius	          13 (2143)	-315274.3816	0	141.1	Möbius	0	0001000110011	C2 0.7339
Möbius 2         5(864)          -315271.702	2.6796	141.3   Möbius	0       0001001100011   C1 0.5503
3-4-3-H-gleich	  1  (2699)	-315269.8428	4.5388	141.1	Hückel	0	0001100110011	C1 0.4067
Möbius_rechts_
verdrillt	  41 (1944)	-315268.9831	5.3985	141.3	Möbius	0	0000100110011	C1 0.5851
Krone	          332 (2773)	-315266.448	7.9336	141.4	Hückel	0	0001010001111	CS 0.4223
Schmetterling	  87 (2595)	-315266.7448    7.6368	141.3	Hückel	0	0011011001111	CS 0.4757
Looks_like_Möbius									
Eingeknickte_
Herz             145 (1588)	-315266.7053    7.6763	141.6	Hückel	0	0000101000011	CS 0.4935
Welle            123             -315264.4632    9.918  141.5   Hückel	0	0001111001111	C2 0.5428
Bienenkopf       -                        -                 -    -       -                  -
Wanne            602             -315261.4505    12.931  141.7   Hückel	0	0000001000001	C2




3. Berechnungen auf B3LYP
Nr	    E(kcal/mol)   Erel(kcal/mol)ZPE     Topologie 	CANE	        PG
13    -315493.5280	0	136.2  0001000110011	Möbius          C2
5     -315488.3410	5.187	136.3  0001001100011	Möbius          C1
1     -315482.3960       11.132  136.1                   Hückel          C1
41    -315485.9289	7.599	136.4  0000100110011	Möbius          C1      
145   -315482.5045	11.023	136.6  0000110000111	Hückel          CS
87    -315481.6731	11.855	136.2  0011011001111	Hückel          CS      
332   -315480.9521       12.576	136.4  0001010001111	Hückel          CS       
123   -315479.8489       13.679	136.5  0001111001111	Hückel          C2
602    -315477.9312	15.597	136.8  0000001000001	Hückel          C2


Das stabilste Hückel-Möbiuspaar sind auf allen drei Methoden die Möbiusstruktur 13 sowie die Hückelspezies 119.

Struktur Jmol-Ansicht Dateilink
13 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name>13 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.13.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.13.xyz
5 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 5 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.5.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.5.xyz
41 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 41 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.41.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.41.xyz
1 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 1 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.119.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.119.xyz
332 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 332 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.332.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.332.xyz
87 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 87 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.87.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.87.xyz
4422 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 4422 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.4422.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.4422.xyz
145 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 145 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.145.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.145.xyz
123 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 123 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.123.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.123.xyz
61 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 61 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.61.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.61.xyz
602 <jmol> 
 <jmolAppletButton>
   <name> 602 </name>
   <uploadedFileContents>all_13.b3lyp.602.xyz</uploadedFileContents>
   <text>3D-Popup</text>
   <script>spacefill off; zoom 120; spin on;</script>
 </jmolAppletButton>

</jmol>

Datei:All 13.b3lyp.602.xyz
Abgerufen von „http:///mediawiki/index.php?title=Dichtefunktionalberechnungen&oldid=3781“