计算机化学实验报告

用计算机化学研究C4H10O异构体

—、实验目的

1、掌握Ganssviev 构建简单的分子模型的方法；

2、掌握使用Ganssviev 提交Gaussianos 计算作业方法；

3、了解怎样比较异构体的稳定性。

二、实验原理

化学是一门以实验为基础的学科，而对于化学实验中涉及的各种化学结构及稳定性等微观变化，有时是难以测定的。由此引入了使用计算机软件进行对其模拟化学实验有着重要作用。

本实验采用了Gaussian计算软件在化学实验中的应用，Gaussian是一个功能强大的量子化学计算软件包, G aussian 03是Gaussian系列电子结构程序的最新版本。主要功能有对分子结构和能量、过渡态的能量和结构、化学键和反应能量、分子轨道、原子电荷和电势、红外和拉曼光谱等的计算。GaussView 是Gaussian的图形用户界面, 是设计与Gaussian配套使用的软件, 主要用于观察分子、设置和提交Gaussian 计算任务、显示G aussian 计算结果。因此, 在GaussV iew的，辅助下, Gaussian可应用于化学、化工、生物化学、物理化学等化学相关领域。研究方法有：分子加学法、半经验分子轨道理论、密度泛函理论、从头算分子轨道理论等。根据理论方法构建分子型、优化结构、频率分析结构的可靠性、最后根据需要进行相关的计算来预测分子的结构和能量、过度态、电荷分布等，根据这些数据来分析各种异构体的稳定性。

三、实验步骤

1、打开计算机，安装Ganssviev 和Gaussianos 软件；

2、打开Ganssviev 界面，使用其画出一个C4H10O 的结构；

3、由Ganssviev 提交给Gaussianos 进行优化结构，看频率不小于零，则可以进行下一步；

4、根据优化结果，查看该结构的能量、偶极和红外图谱，计算出核磁谱图；

5、重复2-3 步骤在画两个不同的结构。

四、实验结果与讨论

1、结构式：

能量为：-233.66108610 偶极矩;1.5235

红外谱图：

其中有图得：

3100cm-1为羟基的氧氢伸缩振动；1100cm-1为连接氧的C-C伸缩振动；1300cm-1为甲基的C-H 弯曲振动；1400cm-1左右为亚甲基C-H伸缩振动。

核磁图:

2、结构式：

能量：-233.6671382 偶极矩：1.5088 红外谱图：

其中图中：3100cm-1为O-H的伸缩振动；

1400cm-1左右为亚甲基C-H弯曲振动；

1350cm-1为甲基C-H弯曲振动；

1100cm-1为连氧的C-C伸缩振动。

核磁谱图：

3、结构式：

能量：-233.67095807 偶极矩： 1.5114

红外谱图：

其中3100cm-1为O-H 的伸缩振动；

1380cm-1左右为甲基C-H弯曲振动，由于多峰裂分侧有多个甲基；990cm-1为连氧的C-C 的伸缩振动。

核磁谱图：

讨论：

1、由上结果的分子异构体中的能量得知，结构三：

能量最低，可见其结构相对于其他两个较稳定，也就是说在各种结构中与 C 相连的个取代基越多，对电子的分散较好有利于其的存在。

2、有实验结果的知，可以使用该软件进行对物质结构进行测量各种数据，这样对于预测

一个实验反应结果时可以使用它进行先预测结果，而根据它最为可能的结果再来进行试验，较有利于实验的进行，可能做的实验可能性较大些。

3、同时也可以反过来，由于你做出来的实验产物有多种结构或者只知道分子式也可以通

过该软件进行测定来确定其的主要结构形式。

五、实验的输入输出文件（附件）