Assistenten des Praktikums

IPC

Rechnungen an Molekülen mit Kraftfeldern und quantenmechanischen Methoden

Der Versuch findet im Rechnerraum 406, Geb. 30.44 statt!

Aufgabe

Führen Sie im ersten Teil der Aufgabe mit Hilfe von Kraftfeldmethoden eine Strukturoptimierung der drei Konformationen Sessel-, Twist- und Wannenform des Cyclohexans C₆H₁₂ durch. Vergleichen und diskutieren Sie ausgewählte Bindungsparameter und relative Energieunterschiede. Untersuchen Sie im zweiten Teil die Hydrierung des Buckminster-Fullerens C60. Optimieren sie dazu mit Hilfe eines Kraftfeldes die Strukturen der zwei C₆₀H₂-Isomere der 1,2-Addition sowie des Isomers der 1,4-Addition. Berechnen Sie anschließend in einer EHT-Rechnung die energetische Lage dieser drei Isomere.

Literaturhinweise

Empfehlenswerte Einführungen in die Molekülmechanik finden sich in den Lehrbüchern von Jensen F. [1] oder Cramer C. J. [2]. Eine knappe Übersicht findet sich auch bei Atkins P. und Friedman R. [4]. Wichtige Schlagwörter sind Konformer, Potentialkurve, Potentialhyperfläche, Gradient, Hookesches Gesetz, harmonischer Oszillator, Morse-Potential, Lennard-Jones-Potential, van der Waals-Kräfte, Coulomb-Potential.
Gute Darstellungen der Hückel-Theorie mit Beispielen finden sich u.a. bei Reinhold J. [5] sowie Atkins P. und Friedman R. [4]. Reinhold J. behandelt auch die Erweiterung der Hückel-Theorie auf Valenzelektronensysteme (extended Hückel theory).

Literatur

[1] Jensen, F. Introduction to Computational Chemistry; Wiley, 1999.
[2] Cramer, C. J. Essentials of Computational Chemistry; Wiley, 2002
[3] Okamoto, Y. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 7634_7637.
[4] Atkins, P.; Friedman, R. Molecular Quantum Mechanics; Oxford University Press, 4. ed., 2005.
[5] Reinhold, J. Quantentheorie der Moleküle; Teubner, 3. ed., 2006.