分子模拟实验实验报告二
分子动力学模拟实验报告doc
分子动力学模拟实验报告篇一：分子动力学实验报告 md2分子动力学实验报告（ XX 至 XX 学年第_2_学期）班级：姓名：学号：实验名称：晶体点缺陷成绩：一、实验目的计算空位形成能和间隙原子形成能。
探究形成的空位和间隙原子所在的位置不同其形成能的变化。
以及空位和间隙原子的浓度不同时其空位能和间隙原子形成能的变化。
二、实验原理点缺陷普遍存在于晶体材料中，它是晶体中最基本的结构缺陷，对材料的物理和化学性质影响很大。
根据点缺陷相对于理想晶格位置可能出现的几种主要偏差状态，可将其命名如下：（1）空位：正常节点位置上出现的原子空缺。
（2）间隙原子（离子）：指原子（离子）进入正常格点位置之间的间隙位(本文来自：小草范文网:分子动力学模拟实验报告)置。
（3）杂质原子（离子）：晶体组分意外的原子进入晶格中即为杂质，杂质原子若取代晶体中正常格点位置上的原子（离子）即为置换原子（离子），也可进入正常格点位置之间的间隙位置而成为填隙的杂质原子（离子）。
一般情况下，空位、间隙原子都是构成晶体的原子或离子偏离原有格点所形成的热缺陷。
在一定温度下，晶体中各原子的热振动状态和能量并不同，遵循麦克斯韦分布规律。
热振动的原子某一瞬间可能获得较大的能量，这些较高能量的原子可以挣脱周围质点的作用而离开平衡位置，进入到晶格内的其他位置，于是在原来的平衡格点位置上留下空位。
根据原子进入晶格内的不同位置，可以将缺陷分为弗伦克尔（Frenkel）缺陷和肖特基（Schottky）缺陷。
点缺陷都只有一个原子大小的尺度，因此不容易通过实验对其进行直接的观察。
而且实验方法研究缺陷时利用较多的还是缺陷对晶体性质的影响。
例如，通过测量晶体的膨胀率和电阻率的变化规律，即可对点缺陷的存在、运动和相互作用等方面展开间接的研究。
分子动力学方法对金属材料原子尺度物理和化学过程的研究具有实验法无法比拟的优势，可直观的模拟和分析晶体中的点缺陷。
若我们搭建完整晶体的原子个数为N，能量为E1，通过删除和增加一个原子得到空位和间隙原子，充分弛豫后体系能量为E2，则空位形成能Ev 和间隙原子形成能Ei分别为：三、实验过程（1）进入2_point文件夹$cd口2_point（2）运行in.inter文件，得到Cu的八面体间隙原子的图像，以及体系的总能量的变化，计算出八面体间隙原子的形成能。
分子模拟实验实验报告设计实验二氯卡宾
分子模拟实验作业——设计实验-----------二氯卡宾与甲醛环加成反应的理论研究一、实验背景在大二的有机实验中，我接触到了连续合成实验，其中有一类反应为相转移催化合成·卡宾及其反应。
卡宾（Carbene）亦称为碳烯，是一类具有六个加点字的两价碳原子活性中间体，构造式为：CH2。
其中的氢原子可以被其他原子或基团所取代，这类取代物称为卡宾体或取代卡宾。
卡宾是缺电子的，具有很强的亲电性，可发生多种反应。
在有机合成中常使之与烯烃反应以制取环丙烷衍生物，上网查阅资料后，我想到了可以结合本学期所学的分子模拟理论计算方法来模拟二氯卡宾与甲醛环加成反应。
（题目来源于有机化学实验和查阅到的文献）二氯卡宾是一种取代卡宾，通常由氯仿与强碱作用产生：CHCl3 + Base ：CH2 + HB + Cl-为了进一步探讨卤代卡宾与含有不对称π键物质环加成反应的机理,本文对单重态二氯卡宾与甲醛加成生成二氯环氧丙烷反应：进行了量子化学从头算的研究,得到了该反应的反应机理,并对其反应机理作了理论分析说明.同时计算了该反应在不同温度下的热力学函数和动力学性质,并作了讨论。
二、实验内容①用分子轨道理论分析二氯卡宾与甲醛环加成的机理用Chem3D软件做出二氯卡宾与甲醛的分子轨道能级图，计算分子轨道，并图示二氯卡宾和甲醛的HOMO和LUMO轨道的形状和能量。
将所有分子轨道按能级排列次序，并以此分析两反应物的轨道匹配情况。
（优化条件：Gamess Interface，HF/6-31G(d)）对于该环加成反应的机理可借助于分子轨道图进行分析。
根据轨道对称匹配条件，在反应过程中，应首先是C1的2p 空轨道插入甲醛的成键π轨道，但因甲醛中的羰基是一极性基团，π键电子云密集于氧端，故C1的2p 空轨道将从氧端插入其π轨道.因π电子向C1的2p 空轨道中的迁移，从而使二者首先生成了一半环状的中间配合物。
由于二氯卡宾的ơ孤对电子与甲醛C 端的反键π轨道之间有着较强的成键作用，故随着反应的进行，二氯卡宾将在C1C20平面内按逆时针方向发生旋转.同时H1-C2和H2-C2键也由在中间配合物中与C1C20的共平面状态，通过C2-Oơ键的旋转而向着与C1C20平面垂直的方向发生转动。
分子模拟实验2
σ*
基态为Σ电子态
π* σ ↑↓ π σ* ↑↓↑↓↑↓ σ
↑↓
0 非常稳定
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤1: 分子轨道图 设置等值面值 0.05
0.001 默认0.01
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤1: 分子轨道图 问题2-1. 仿照CO的例子, 做出NO分子和NO+离 子的分子轨道和能级图, 并比较二者的异同, 分 析对NO和NO+稳定性的影响.
C端正电 O断负电 isovalue=0.1
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤3: 静电势图
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤3: 静电势图 问题2-4. 做出C2H6, C2H4, C2H2分子的静电势图.
问题2-5. 做出glycine 和asparagine分子的静电势图.
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤4: 电荷分布图
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤1: 分子轨道图
轨道名称
轨道能量
选择, 点击
红: 正 兰: 负
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤1: 分子轨道图 不同显示方式
实心球
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤1: 分子轨道图 不同显示方式
网格线
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤1: 分子轨道图 不同显示方式
SA面用网 格表示
Connolly面用 兰色表示
实验二 — 分子轨道计算和分析 步骤6: 溶剂(水)面图
问题2-8. 做出HIV蛋白酶(HIV-1 PROTEASE, PDB ID 1AAQ)的SA图, 并用于分析亲水和疏水的部分.
实验二 — 分子轨道计算和分析
如果你看到此页, 恭喜你已经 可以用计算化学解决一些实 际的化学科学问题了!
分子模型实验报告
分子模型实验报告篇一：分子模拟实验实验报告生物大分子分子模拟实验作业——生物大分子一、实验部分12-3-1获得PDB号为“1HCK”的蛋白（human-cyclin-dependent kinase 2,i,e.,CKD2和ATP的结合晶体结构），并采用不同的模型观察其特点①分别用卡通模型和丝带模型显示生物大分子结构，并用球棍模型、棒状模型显示其中小分子、金属离子等。
参考文献：Analysis of CDK2 Active-SiteHydration: A Method to Design New Inhibitors Zdeneˇk Krˇ?′zPROTEINS: Structure, Function, and Bioinformatics 55:258–274 (XX)12.2 分子对接①聚合物对接前效果图②聚合物对接后效果图对接后实际距离和设置的最优值12-3-2在样本文件中，创建冰的晶体结构，分别做温度为260K，273K，298K，373K下的分子动力学模拟（10 ps），观察晶体机构的变化情况，并做定性解释。
①不同温度下冰晶体结构图：原始冰晶体结构图由冰晶体在不同温度下的结构可见，随温度升高，冰晶体的各个水分子之间的距离不断增加，晶体结构趋向于分散无序状。
②不同温度下，冰晶体分子动力学模拟图③不同温度下体系的总能量与势能由曲线形状可见，经过分子动力学模拟之后，体系的能量降低，变得更加稳定。
由计算结果可见，体系的总能量和势能随温度的升高而增大。
因为当温度升高时，分子的热运动加剧，使分子的伸缩、转动、振动势能增加从而使分子总能量增加，而体系的是能增加是因为非键相互作用尤其是分子间氢键相互作用减弱。
二、实验心得与体会本次实验主要进行了生物大分子的模拟。
生物大分子一般包含上千个原子，目前还不能应用量子化学从头计算方法模拟，常用的方法有QM/MM方法，和纯粹的分子动力学模型。
1.关于分子力学要求掌握四点内容：（1）分子力学中，离子间的相互作用势能函数是什么？（2）势函数中存在特定的参数，怎么给参数赋初值？（3）原子类型怎样确定？（4）力场有哪些？各自的适用范围是什么？下面详细解释：（1）V（r）有四项，前三项对应于键伸缩势能、弯曲势能和扭转势能。
分子模拟与设计上机报告02
中国地质大学(武汉)
材料与化学学院
分子模拟与设计上机实践报告
班级：
学号：
姓名：
第一题：构建丁二烯，乙醇胺，乙醛，安非他明分子结构丁二烯：
乙醇胺：
乙醛：
安非他明:
第二题：构建平面式和垂直式两种丙二烯分子的初始结构，进行优化，比较他们的相对稳定性。
平面式：
垂直式:
计算结果：
第三题：对乙醇胺、丁二烯分子进行结构优化，思考这些分子结构是否存在空间结构异构？（提示，乙醇胺分子羟基的指向决定了分子内是否形成氢键；丁二烯分子可能存在链式和环式两种结构）
乙醇胺（结构1）：
乙醇胺（结构2）：
丁二烯（结构1）：
丁二烯（结构2）：
丁二烯计算结果：
第四题：分别采用3-21G、6-31G、6-31G++三种基组优化丁二烯，比较不同基组计算速度及结果。
分子模拟实验报告分子光谱模拟
分子模拟实验报告分子光谱模拟分子光谱模拟实验报告摘要：本实验采用分子模拟的方法，通过计算机模拟的手段，研究了分子光谱。
通过构建分子模型、选择适当的计算方法和参数，得到了分子的能级结构和光谱。
实验结果表明，分子模拟可以较好地模拟分子的能级和光谱。
这种方法可以为分子光谱的研究提供一种新的途径。
1.引言分子光谱是研究分子内部能级和分子结构的重要手段。
传统的实验方法繁琐且成本较高，分子模拟则是一种新的研究手段，可以通过计算机模拟的方法得到分子的能级结构和光谱。
本实验旨在通过分子模拟的方法，研究分子的光谱现象，并探讨模拟方法的准确性和适用性。
2.实验方法2.1分子模型的构建2.2计算方法和参数的选择选择适当的计算方法和参数对于分子模拟的准确性和有效性具有重要意义。
本次实验采用量子力学方法进行计算，选择了Hartree-Fock方法作为计算方法，并设置了合适的收敛阈值和基组。
2.3能级结构的计算通过计算机程序，对构建的分子模型进行能级结构的计算。
通过求解Schrödinger方程，可以得到分子的不同能级及其能量。
2.4光谱的模拟在能级结构的基础上，模拟分子的光谱现象。
根据波长、频率和吸收强度的关系，得到分子的吸收光谱图和发射光谱图。
3.实验结果与分析3.1能级结构的计算结果通过计算机程序，得到了水分子的能级结构。
结果显示，水分子的基态电子能级为X^1A1，第一激发态能级为A^1B1、各能级的能量差异较小，符合分子光谱的特点。
3.2光谱的模拟结果根据能级结构，模拟了水分子的吸收光谱和发射光谱。
吸收光谱图显示，在不同波长范围内，水分子的吸收强度存在明显的吸收峰，这与实验观测结果一致。
发射光谱图显示，水分子在受激条件下会发出特定波长的光，这也符合实验观测结果。
4.结论通过分子模拟实验，我们成功地模拟了水分子的能级结构和光谱现象。
实验结果表明，分子模拟可以较好地模拟分子的能级和光谱，为分子光谱的研究提供了一种新的途径。
分子模型实验报告
分子模型实验报告篇一：分子模拟实验实验报告生物大分子分子模拟实验作业——生物大分子一、实验部分12-3-1获得PDB号为“1HCK”的蛋白（human-cyclin-dependent kinase 2,i,e.,CKD2和ATP的结合晶体结构），并采用不同的模型观察其特点①分别用卡通模型和丝带模型显示生物大分子结构，并用球棍模型、棒状模型显示其中小分子、金属离子等。
参考文献：Analysis of CDK2 Active-SiteHydration: A Method to Design New Inhibitors Zdeneˇk Krˇ?′zPROTEINS: Structure, Function, and Bioinformatics 55:258–274 (XX)12.2 分子对接①聚合物对接前效果图②聚合物对接后效果图对接后实际距离和设置的最优值12-3-2在样本文件中，创建冰的晶体结构，分别做温度为260K，273K，298K，373K下的分子动力学模拟（10 ps），观察晶体机构的变化情况，并做定性解释。
①不同温度下冰晶体结构图：原始冰晶体结构图由冰晶体在不同温度下的结构可见，随温度升高，冰晶体的各个水分子之间的距离不断增加，晶体结构趋向于分散无序状。
②不同温度下，冰晶体分子动力学模拟图③不同温度下体系的总能量与势能由曲线形状可见，经过分子动力学模拟之后，体系的能量降低，变得更加稳定。
由计算结果可见，体系的总能量和势能随温度的升高而增大。
因为当温度升高时，分子的热运动加剧，使分子的伸缩、转动、振动势能增加从而使分子总能量增加，而体系的是能增加是因为非键相互作用尤其是分子间氢键相互作用减弱。
二、实验心得与体会本次实验主要进行了生物大分子的模拟。
生物大分子一般包含上千个原子，目前还不能应用量子化学从头计算方法模拟，常用的方法有QM/MM方法，和纯粹的分子动力学模型。
1.关于分子力学要求掌握四点内容：（1）分子力学中，离子间的相互作用势能函数是什么？（2）势函数中存在特定的参数，怎么给参数赋初值？（3）原子类型怎样确定？（4）力场有哪些？各自的适用范围是什么？下面详细解释：（1）V（r）有四项，前三项对应于键伸缩势能、弯曲势能和扭转势能。
模拟实验报告开大
实验名称：模拟实验——探索分子运动规律一、实验目的1. 理解分子运动的基本规律；2. 掌握使用显微镜观察分子运动的方法；3. 分析分子运动与温度、浓度等因素的关系。
二、实验原理分子运动是物质的基本属性之一，分子在不停地做无规则运动。
温度越高，分子运动越剧烈；浓度越高，分子运动越快。
本实验通过模拟分子运动，观察不同条件下分子运动的变化，以验证分子运动规律。
三、实验材料1. 实验装置：显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、酒精、蒸馏水、盐酸、葡萄糖溶液、淀粉溶液等；2. 实验试剂：酒精、蒸馏水、盐酸、葡萄糖溶液、淀粉溶液等。
四、实验步骤1. 准备实验装置，将显微镜调整至最佳观察状态；2. 在载玻片上滴一滴酒精，用滴管吸取蒸馏水，滴在酒精上，盖上盖玻片；3. 在显微镜下观察酒精分子在水中的扩散现象；4. 分别在载玻片上滴一滴盐酸、葡萄糖溶液、淀粉溶液，重复步骤2和3；5. 在载玻片上滴一滴混合溶液（酒精、盐酸、葡萄糖溶液、淀粉溶液），重复步骤2和3；6. 改变实验装置的温度，观察分子运动的变化；7. 记录实验现象，分析分子运动规律。
五、实验结果与分析1. 观察到酒精分子在水中扩散较快，说明分子运动与浓度有关，浓度越高，分子运动越快；2. 观察到盐酸分子在水中扩散较快，葡萄糖溶液分子在水中扩散较慢，淀粉溶液分子在水中扩散更慢，说明分子运动与分子性质有关，分子性质不同，运动速度不同；3. 改变实验装置的温度，观察到温度越高，分子运动越剧烈，说明分子运动与温度有关，温度越高，分子运动越快；4. 在混合溶液中观察到不同分子之间存在相互作用，导致扩散速度降低，说明分子运动与分子间的相互作用有关。
六、实验结论1. 分子运动是物质的基本属性之一，分子在不停地做无规则运动；2. 分子运动与温度、浓度、分子性质等因素有关；3. 本实验验证了分子运动规律，为后续研究提供了实验依据。
七、实验讨论1. 本实验中，分子运动的观察受到显微镜分辨率的影响，可能存在误差；2. 实验过程中，操作者应保持实验装置的清洁，避免污染；3. 本实验结果具有一定的局限性，需要在实际应用中进一步验证。
分子模型操作实验报告
分子模型操作实验报告分子模型操作实验报告一、引言分子模型是一种用来呈现和研究分子结构的工具，它可以帮助我们更好地理解分子之间的相互作用和化学反应。
本实验旨在通过操作分子模型，探索分子的构造、键合和空间排列等方面的知识，并通过实际操纵模型来加深对这些概念的理解。
二、实验材料和方法1. 实验材料：- 分子模型套装：包括不同颜色和形状的塑料球和连接棒。
- 实验记录本和笔。
2. 实验方法：首先，根据实验指导书上给出的分子结构示意图，选择适当的塑料球和连接棒组装分子模型。
然后，通过操纵模型，观察和记录分子的构造、键合和空间排列等特征。
最后，根据实验结果，总结分子模型的操作规律和应用。
三、实验结果与讨论1. 分子构造的模型表示：通过实验，我们可以用分子模型来表示不同分子的构造。
例如，通过连接棒将不同颜色的塑料球连接在一起，可以模拟出水分子（H2O）的构造，其中两个氢原子连接在一个氧原子上。
通过这种方式，我们可以直观地了解分子的组成和排列方式。
2. 键合类型的模型表示：分子模型还可以帮助我们理解不同类型的键合。
例如，通过连接棒将两个氢原子与一个氧原子连接在一起，我们可以模拟出水分子中的共价键。
而通过连接棒将一个金属球和一个非金属球连接在一起，我们可以模拟出金属键。
通过操作模型，我们可以更好地理解不同类型的键合在分子中的作用和特点。
3. 空间排列的模型表示：分子模型还可以帮助我们理解分子的空间排列。
例如，通过连接棒将四个相同的塑料球连接在一起，我们可以模拟出甲烷（CH4）分子的空间排列，其中碳原子位于中心，四个氢原子均匀分布在周围。
通过操作模型，我们可以更好地理解分子的空间结构对其性质和反应的影响。
四、实验总结通过本次实验，我们通过操作分子模型，深入了解了分子的构造、键合和空间排列等方面的知识。
分子模型作为一种直观、可操作的工具，为我们理解和研究分子提供了重要的帮助。
通过实际操纵模型，我们可以更好地理解分子之间的相互作用和化学反应，并将这些知识应用于实际问题的解决中。
分子动力学模拟实验报告doc
分子动力学模拟实验报告篇一：分子动力学实验报告 md2分子动力学实验报告（ XX 至 XX 学年第_2_学期）班级：姓名：学号：实验名称：晶体点缺陷成绩：一、实验目的计算空位形成能和间隙原子形成能。
探究形成的空位和间隙原子所在的位置不同其形成能的变化。
以及空位和间隙原子的浓度不同时其空位能和间隙原子形成能的变化。
二、实验原理点缺陷普遍存在于晶体材料中，它是晶体中最基本的结构缺陷，对材料的物理和化学性质影响很大。
根据点缺陷相对于理想晶格位置可能出现的几种主要偏差状态，可将其命名如下：（1）空位：正常节点位置上出现的原子空缺。
（2）间隙原子（离子）：指原子（离子）进入正常格点位置之间的间隙位(本文来自：小草范文网:分子动力学模拟实验报告)置。
（3）杂质原子（离子）：晶体组分意外的原子进入晶格中即为杂质，杂质原子若取代晶体中正常格点位置上的原子（离子）即为置换原子（离子），也可进入正常格点位置之间的间隙位置而成为填隙的杂质原子（离子）。
一般情况下，空位、间隙原子都是构成晶体的原子或离子偏离原有格点所形成的热缺陷。
在一定温度下，晶体中各原子的热振动状态和能量并不同，遵循麦克斯韦分布规律。
热振动的原子某一瞬间可能获得较大的能量，这些较高能量的原子可以挣脱周围质点的作用而离开平衡位置，进入到晶格内的其他位置，于是在原来的平衡格点位置上留下空位。
根据原子进入晶格内的不同位置，可以将缺陷分为弗伦克尔（Frenkel）缺陷和肖特基（Schottky）缺陷。
点缺陷都只有一个原子大小的尺度，因此不容易通过实验对其进行直接的观察。
而且实验方法研究缺陷时利用较多的还是缺陷对晶体性质的影响。
例如，通过测量晶体的膨胀率和电阻率的变化规律，即可对点缺陷的存在、运动和相互作用等方面展开间接的研究。
分子动力学方法对金属材料原子尺度物理和化学过程的研究具有实验法无法比拟的优势，可直观的模拟和分析晶体中的点缺陷。
若我们搭建完整晶体的原子个数为N，能量为E1，通过删除和增加一个原子得到空位和间隙原子，充分弛豫后体系能量为E2，则空位形成能Ev 和间隙原子形成能Ei分别为：三、实验过程（1）进入2_point文件夹$cd口2_point（2）运行in.inter文件，得到Cu的八面体间隙原子的图像，以及体系的总能量的变化，计算出八面体间隙原子的形成能。
分子模型实验报告
分子模型实验报告分子模型实验报告引言：分子模型实验是一种常见的实验方法，通过构建分子模型来研究分子结构和性质。
本次实验旨在通过构建分子模型，深入了解分子的组成和性质，以及分子间的相互作用。
实验材料和方法：本实验所需材料包括：分子模型套装、实验手册、纸笔等。
实验步骤如下：1. 准备工作：清洁实验台面，将分子模型套装按照说明书组装好。
2. 构建分子模型：根据实验手册中的示例，选择不同的分子进行模型构建。
可以选择水分子、氨分子等。
3. 观察分子结构：通过分子模型，观察分子中原子的排列方式和连接方式，了解分子的结构特点。
4. 探究分子性质：根据实验手册中的指导，通过调整分子模型的构建方式，探究分子的性质变化。
例如，可以通过改变原子之间的连接方式，观察分子的极性变化对溶解性的影响。
5. 分子间相互作用：利用分子模型，观察分子间的相互作用。
例如，可以构建氢键模型，观察氢键对分子结构和性质的影响。
实验结果和讨论：通过实验，我们观察到了不同分子的结构和性质的差异。
以水分子为例，我们发现水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，呈V字型结构。
这种结构使得水分子具有极性，导致水分子之间形成氢键。
氢键的存在使得水分子具有较高的沸点和熔点，以及较大的表面张力。
在探究分子性质的实验中，我们发现改变分子模型中原子之间的连接方式可以改变分子的极性。
例如，在水分子模型中，如果将氧原子和氢原子的连接方式调整为线性排列，即H-O-H，水分子将失去极性，溶解性也会发生变化。
这表明分子的结构对其性质具有重要影响。
通过构建氢键模型，我们还观察到了氢键对分子结构和性质的影响。
以氨分子为例，我们发现氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成，呈三角锥形结构。
氨分子中氮原子的孤对电子能够与其他氨分子中的氢原子形成氢键。
这种氢键的存在使得氨分子具有较高的沸点和熔点，以及较大的溶解度。
结论：通过分子模型实验，我们深入了解了分子的组成和性质，以及分子间的相互作用。
分子模拟实验 分子光谱模拟
分子模拟实验分子光谱模拟实验内容介绍：分子光谱是化学研究的重要组成之一，它是联系物质的微观结构和宏观性质的桥梁，各种光谱技术已经成了表征化合物结构的必要手段。
原则上讲，实验室观察到的光谱是大量分子在特定环境和特定激发条件下的统计表现，无法或很难从理论的角度去模拟实验光谱。
但是任何一种光谱都有其深刻的理论原理，比如紫外光谱是与电子激发态密切关联的，激发态的性质、能级、跃迁强度等都可以反映为光谱。
虽然量子化学无法计算得到实际的光谱，但可以模拟更本质的东西，也可以与实验光谱的某些特征（比如谱峰位置）相比较，同时有助于实验光谱峰的确认。
本实验就最常见的几种分子光谱作详细的介绍，通过分子模拟计算来说明量子化学是如何模拟光谱的。
主要的实验内容包括紫外可见光谱、拉曼光谱和核磁共振（NMR）谱。
实验要求：1、掌握各种常见光谱图的量子化学计算方法；2、掌握分析光谱的技巧；3、了解理论光谱图的价值和意义；4、学会将理论知识结合实验谱图作出分析比较。
实验一：紫外可见光谱的模拟紫外可见光谱是分子中电子被激发到高激发态时，在不同电子能级之间跃迁所形成的吸收（从低能级到高能级）或荧光（从高能级到低能级）光谱。
用GAMESS程序的多参考态自洽场（MCSCF）中的单组态相互作用方法（CIS）。
通过CIS方法计算电子激发态，估算紫外可见光谱中吸收峰的位置。
计算HCOOH分子五个垂直激发的单重态和三重态，2个绝热激发的单重态和3个三重态，从而确定垂直激发和绝热激发的波长。
采用的优化方法和基组为HF/6-31G（d），得到的数据为下表所示。
1、垂直激发表一：5个垂直激发的单重态能量数据表二：5个垂直激发的三重态能量数据转化为激发波长，采用的公式为1nm=(107/∆E）cm-1，∆E为CM-1一栏的能量，结果如下表：2、绝热激发分子状态模型参数和能量RRRR∠∠E=第一个单重绝热RRRR∠∠E=∆第一个单重绝热RRRR∠∠E=∆第一个三重绝热RRRR∠∠E=∆第二个三重绝热RRRR∠∠E=∆第三个三重绝热RRRR∠∠E=∆转化为激发波长，采用的公式为1nm={107/（∆E×349.755）}cm-1，∆E为单位为KCAL.MOL-1的能量，结果如下表：小结：1、垂直激发中激发态构型与基本构型相同；2、绝热激发态中构型发生比较明显的改变；3、可见垂直激发态中，三重态的波长总体大于单重态，因此垂直激发时，单重态的能量要高于三重态，因此单重态中两个单电子的自旋方向相反，而三重态中的两个单电子自旋相同；4、绝热激发态的波长总体上大于垂直激发的波长，其单重态的波长小于三重态；5、两种激发类型共同存在的趋势：激发态的数目越大，波长越小；通常意义上的光谱对应于垂直激发。
分子模拟实验报告-结构优化
分子模拟实验报告一、优化分子几何构形（B3LYP/6‐31++G*）分子 结构 能量（Hartrees） 关键键参数H2O‐76.38552R O(1)‐H(2)=0.969Å∠H(3)‐O(1)‐H(2)=105.5°CH2O‐114.44963R C(1)=O(2)=1.209ÅR C(1)‐H(4)=1.109Å∠H(3)‐C(1)‐O(2)=121.9°HCOOH‐189.67894R C(1)‐O(2)=1.207ÅR C(1)‐O(3)=1.348ÅR C(1)‐H(4)=1.099ÅR O(3)‐H(5)=0.978Å∠O(2)‐C(1)‐O(3)=125.3°∠C(1)‐O(3)‐H(5)=108.1°CH3OH‐115.65888R C(1)‐O(2)=1.426ÅR C(1)‐H(3)=1.093Å∠O(2)‐C(1)‐H(3)=106.3°∠C(1)‐O(2)‐H(6)=108.7°CH4‐40.19567R C(1)‐H(2)=1.084ÅCH3F‐139.68417R C(1)‐F(2)=1.399ÅCH3Cl‐500.01335R C(1)‐Cl(2)=1.806ÅC2H6‐79.76845R C(1)‐C(2)=1.533ÅC2H4‐78.53512R C(1)‐C(2)=1.335ÅC2H2 ‐77.28198 R C(1)‐C(2)=1.208Å(NH2)2CO ‐225.15945 R C(3)‐O(4)=1.224ÅR C(3)‐N(1)=1.389ÅR N(1)‐H(5)=1.013Å∠C(3)‐N(1)‐H(5)=113.3°∠C(3)‐N(1)‐H(6)=118.2°∠O(4)‐C(3)‐N(1)=112.9°二、水的二聚体几何结构优化理论水平 结构AM1‐0.19356 Hartrees‐0.09441 Hartrees∆R O‐H R O‐O ‐0.00474 Hartrees2.158 Å3.117 Å 理论水平 结构HF/6‐31++G*‐152.04304 Hartrees‐76.01774 Hartrees∆R O‐H R O‐O ‐0.00756 Hartrees2.054 Å3.003 Å 理论水平 结构E EB3LYP/6‐31++G*‐152.77986 Hartrees‐76.38552 Hartrees∆ R O‐H R O‐O 0.00882 Hartrees1.959 Å2.935 Å 理论水平 结构MP2/6‐31++G*‐152.43071 Hartrees‐76.20978 Hartrees∆ R O‐H R O‐O 0.01115 Hartrees1.932 Å2.905 Å三、自我测评本次实验主要学习了使用GAMESS进行分子结构优化的操作，并且计算了水二聚体的氢键长度和氢键能量。
分子模型操作实验报告
实验名称：分子模型操作实验实验日期：2023年4月10日实验地点：化学实验室一、实验目的1. 理解分子模型的基本结构及组成；2. 掌握分子模型的搭建方法；3. 通过分子模型观察分子的空间构型，加深对分子结构、性质的理解；4. 培养学生的动手能力和团队协作精神。
二、实验原理分子模型是研究分子结构的一种直观手段，通过搭建分子模型，可以直观地展示分子的空间构型，从而加深对分子结构、性质的理解。
本实验主要采用球棍模型，通过球体代表原子，棍棒代表化学键，搭建分子模型。
三、实验材料1. 实验仪器：分子模型套件、支架、螺丝、扳手等；2. 实验药品：碳、氢、氧、氮、硫等原子模型；3. 实验工具：剪刀、镊子等。
四、实验步骤1. 观察并熟悉分子模型套件中的各种原子模型和化学键模型；2. 根据实验要求，选择合适的原子模型和化学键模型；3. 使用螺丝将原子模型固定在支架上；4. 根据原子之间的化学键，用扳手拧紧棍棒，搭建分子模型；5. 检查分子模型是否搭建正确，如有错误，及时修正；6. 对搭建好的分子模型进行观察、分析，记录实验结果。
五、实验结果与分析1. 搭建了甲烷（CH4）分子模型，观察发现甲烷分子为正四面体结构，碳原子位于中心，四个氢原子均匀分布在四个顶点上；2. 搭建了水分子（H2O）模型，观察发现水分子为V形结构，氧原子位于中心，两个氢原子分别位于氧原子两侧；3. 搭建了二氧化碳（CO2）分子模型，观察发现二氧化碳分子为直线形结构，碳原子位于中心，两个氧原子分别位于碳原子两侧；4. 搭建了氨分子（NH3）模型，观察发现氨分子为三角锥形结构，氮原子位于中心，三个氢原子分别位于氮原子顶点。
通过实验，我们了解到不同分子具有不同的空间构型，这些构型对分子的性质有着重要影响。
例如，甲烷分子为正四面体结构，具有对称性，使其在常温下不易与其他物质发生化学反应；水分子为V形结构，具有极性，使其在自然界中广泛存在。
六、实验结论1. 本实验成功搭建了甲烷、水、二氧化碳、氨等分子的模型，直观地展示了分子的空间构型；2. 通过观察和分析分子模型，加深了对分子结构、性质的理解；3. 培养了学生的动手能力和团队协作精神。
武汉大学 侯华 分子模拟实验报告 2 分子轨道与分析
3.模拟技巧
Origin 是一款功能很强大的数据处理软件， 要学会灵活使用， 找到菜单栏的各种指令，以及运用各种快捷键。基本思路就是想 对图中什么内容进行修改，就选中右键，会有对话框弹出。
9
3、CO 分子的 LUMO 轨道在总电子密度图上的映射
6
五、丙酸自由基电子自旋密度图
7
六、溶剂面（HIV 蛋白酶）
七、收获与感想 1.实验结论 优化构型后，NO 键长比 NO 短，能量比 NO 低。NO 比
NO 稳定。从分子轨道能级图也可以看出来。
+ +
2.理论方法
分子轨道是指分子中的单电子波函数， 一般由不同的原子轨 道相互重叠而成。对于定性分析分子的电性质，成键性质，分子 间相互作用以及化学反应活性， 分子轨道的组成和形状都起着重 要作用。掌握各种分子面的绘制和分析方法，能很好地处理分子 体系并了解分子性质。
一、 分子轨道等值面图
1. NO 和 NO+的优化构型 分子图 键长/Å E/kcal/mol
NO
1.132
-81100.80892.0
2. NO 分子的 8 个分子轨道形状（等值面值 0.0509） HOMO-5(N=1) -52.100eV HOMO-4(N=2) -23.922eV
等值面值 总电子密度图
0.001
0.002
0.012
3
三、静电势图(等值面值 0.509,分辨率 32) 分子式 静电势图
CO
C2H6
C2H4
C2H2
4
NH2CH2COOH
HOOCCHNH2CH2CONH2
四、静电势、分子轨道对总电子密度的映射图 1.CO 分子在等电子密度面上静电势
分子模型操作实验报告
分子模型操作实验报告分子模型操作实验报告摘要：本实验旨在通过分子模型操作，深入了解分子结构和化学键的形成。
通过实验操作，我们对分子模型的构建和分子间相互作用有了更深入的理解，并通过实验结果验证了一些化学原理。
引言：分子模型是一种用于可视化分子结构的工具，通过模拟真实分子的形状和键的连接方式，帮助我们更好地理解分子间的相互作用和化学反应。
本实验中，我们使用塑料球和棍子构建分子模型，并通过操作模型来观察分子的结构和性质。
实验步骤：1. 准备工作：准备所需的塑料球和棍子，根据实验需要选择不同颜色的球和棍子，以区分不同原子和键的类型。
2. 构建分子模型：根据给定的化学式或分子结构，使用球和棍子按照正确的键连接方式构建分子模型。
3. 观察分子结构：观察分子模型的形状、原子间的距离和键的角度，了解分子的空间构型和立体结构。
4. 操作分子模型：通过操作分子模型，改变原子的位置或键的角度，观察分子结构的变化和对应的性质变化。
5. 模拟化学反应：根据给定的化学反应方程式，通过改变分子模型中原子的位置和键的连接方式，模拟化学反应的进行过程。
6. 分析实验结果：根据实验观察和模拟化学反应的结果，分析分子结构和化学键对分子性质的影响。
实验结果和讨论：通过实验操作和观察，我们发现分子的形状和结构对其性质具有重要影响。
例如，分子中原子的位置和键的角度改变，可能导致分子的立体异构体形成，从而影响分子的化学活性和反应性。
此外，我们还发现不同类型的化学键（如共价键和离子键）对分子的稳定性和物理性质有不同的影响。
在模拟化学反应过程中，我们观察到分子模型中原子的位置和键的连接方式的改变，可以模拟化学反应中的键的形成和断裂过程。
通过这种方式，我们可以更直观地理解化学反应的机理和过程，并预测反应的产物和副产物。
结论：通过分子模型操作实验，我们深入了解了分子结构和化学键的形成。
通过实验操作和观察，我们对分子的形状和结构对其性质的影响有了更深入的理解。
武汉大学分子模拟实验设计实验
武汉大学化学与分子科学学院《分子模拟实验》实验报告设计实验——有关消去反应的探究指导老师：侯华姓名：陆文心专业：化学弘毅班学号：2012301040179日期：2015年1月8日（周四下午）一、背景介绍消去反应（elimination ）是有机化学中一类常见的反应，根据机理的不同，主要可分为E1（单分子消去反应）、E2（双分子消去反应）和E1cb （单分子共轭碱消去反应）等类型。
它作为一类常见而常用的反应，其机理很早就被研究出来。
本实验旨在从计算化学的角度，利用已掌握的Chem3D 软件功能，结合本学期所学的一些分子模拟实验相关知识，对一个典型的消去反应：CH 3CH 2Br ——→OH -CH 2=CH 2 + HBr作出相关探究。
二、主要问题（1）资料显示，该反应属于E2反应。
设计出此反应的过渡态，并通过比较过渡态与原始构型，说明该反应的过程。
（2）绘出此反应的反应途径，计算活化能及反应热。
（3）探究溶剂（水、乙醇、甲苯）对此反应的影响。
（4）作出反应物CH 3CH 2Br 的红外及拉曼光谱，比较并分析二者的异同。
三、实验方案1. 过渡态的优化根据反应机理，氢氧根离子进攻与溴原子相连的碳原子邻位的碳原子，同时保证与溴原子处于“反式共平面”的位置关系。
由于该反应为双分子消去反应，氢原子与溴原子的离去是同时发生的，故可设计出反应的过渡态。
优化方法选用最常用的HF，关键在于基组的选择。
常用的为6-31，由于此反应物中含有重原子Br，为保证计算结果的准确性，使用弥散函数sp；由本学期所学的知识，在不确定壳层性质的情况下，优先选用RO（Restricted Open-Shell）。
故选用理论水平为ROHF/6-31++G(d)。
过渡态中氢氧根离子所带电荷为-1，故过渡态的净电荷为-1。
综上所述，相关设置界面如下：优化完毕，应计算频率，若只有一个虚频率，才可判断此过渡态为真正的过渡态。
2. 反应途径的绘制与热力学量的计算由Optimize to Transition State可得出过渡态的能量。
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分析模拟实验实验报告（二）
武汉大学化学与分子科学学院
一、实验结果
2.问题7-1-2 画“三键链”的结果是什么？
答: “三键链”画不出来
3.问题7-1-3 画出多个联苯环的共轭结构
答：画不出“多联苯环的共轭结构”
5.问题7-3-1 计算H2O的二聚体的结构
6.问题7-4-1
7.问题7-4-2
简介：IUPAC名称为
benzylidene[1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-2-imidazolidinylidene]dichloro(tricy clohexylphosphine)ruthenium——苯亚甲基·[1,3-双(三甲基苯基)-2-咪唑啉亚基]·二氯·(三环己基膦)合钌。
它具有比原催化剂更高的活性和选择性以及相似的稳定性，但对空气和水敏感，因此需要在氮气或氩气惰性气氛中使用。
其催化活性比第一代催化剂提高了两个数量级，在开环复分解聚合反应中的用量可以降低到百万分之一，在某些关环复分解反应中的用量也仅为万分之五。
特别适用于低张力的环状烯烃及位阻较大的多取代烯烃的合成。
原因：1.表现中心金属原子钌（Ru）与各配体之间在空间结构上的关系，包括两个卡宾基团和一个膦配体以及两个氯原子。
2.凸显催化剂中的杂原子
二、实验收获
相较于第一次这两次对于Chem3D使用才真正感觉到Chem3D的实用与方便。
学习到了三种不同的分子结构模型创建方法，经过自己的实践操作深刻体会到各个方法之间的差别，基本可以在应用时做到根据需求与情况选择合适的建模方法。
了解了4种分子结构最优化计算方法Hartree-Fock、MP2、B3LYP和PM3，并分别使用这四种计算方法计算H2O的二聚体的结构。
体会不同的理论方法的计算结果的差异。
进行计算时应该遵从从简单到复杂的原则，对于不同的分子与反应选择合适的计算方法，既保证计算结果的准确性又要能够提高计算速度。