پديد آورنده :
سعادت، كيوان
عنوان :
بررسي نظري بر همكنش هاي غير پيوندي فولرن ها و نانو لوله هاي كربني ساده و دوپه شده با گوگرد با مولكول هاي كوچك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شيمي- شيمي آلي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده شيمي
صفحه شمار :
سيزده،117ص.:مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد مشاور :
سعيد امير ارسلان زاده ممقاني
توصيفگر ها :
هترودوپينگ , نظريه تابع چگالي , هالوژن ها , اتم در مولكول ها
تاريخ نمايه سازي :
25/9/93
استاد داور :
كيامرث اسكندري، عليرضا نجفي چرمهيني
چكيده فارسي :
چكيده در اين پژوهش ابتدا ساختارهاي بهينهشده برهمكنش غيرپيوندي نانولولههاي كربني ساده و دوپه شده با يك و دو اتم گوگرد با مولكول هاي متانول متانتيول آب و ديهيدروژن سولفيد در دو موقعيت انتهاي بسته نانولوله و باالي بدنه آن با 71 اتم كربن و 73 اتم هيدروژن مورد بررسي پارامتري انرژيهاي برهمكنشي در فاز گاز و حاللهاي بنزن كلروفرم و سيكلوهگزان توسط مدل PCM بارهاي اتمي و انرژي اغتشاشي مرتبه دوم NBO آناليز نقاط بحراني برهمكنشهاي غيرپيوندي و مصورسازي سطوح اين برهمكنشها توسط شاخص NCI توسط نظريه تابع چگالي DFT و روش B97X D قرار گرفتند براي تمامي اتمها مجموعه پايه 6 31G مورد استفاده قرار گرفت دادههاي حاصل از انرژي برهمكنش در فاز گاز مساعدتر بودن برهمكنشهاي غيرپيوندي را براي مولكولهاي اكسيژندار نسبت به مولكولهاي گوگرددار در فاز گاز و حالل نشان داد و در فاز حالل نيز سيكلوهگزان مناسبترين حالل در بين حاللهاي مورد بررسي شناخته شد از سوي ديگر دادههاي NBO حاكي از قويتر بودن انرژي دهنده پذيرنده در برهمكنشهاي مولكولهاي متانول و متانتيول با نانولولهها بودند هرچند قويترين انرژي محاسبه شده پايينتر از 4 كيلوكالري بر مول بود آناليز محاسبات AIM چگاليهاي قابل توجهي در نقاط بحراني پيوندي در موقعيت برهمكنشهاي غيرپيوندي نشان ميداد و مقادير الپالسين چگالي نمايانگر ماهيت غيرپيوندي تمامي برهمكنشها بود همچنين فريمهاي چگالي الكترون و گراديان كاهش يافته آن سطوح برهمكنش غيرپيوندي را به شكل ممتازي را توسط محاسبات شاخص NCI به تصوير درآورد دادههاي محاسبات DOS كمترين تفاوت انرژي HOMO LUMO را براي برهمكنشهاي نانولولههاي كربني دوپه شده با دو اتم گوگرد گزارش كردند و تاثير دوپه شدن گوگرد در بهبود خواص هدايتي ساختار نانولولههاي كربني بهخوبي مشخص گرديد و در نهايت دادههاي واكنشپذيري نشان از كاهش سختي شيميايي و افزايش نرمي كل با دوپه شدن نانولولههاي كربني و افزايش خصلت هستهدوستي سيستمها ميدادند در قسمت دوم اين مطالعه برهمكنش غيرپيوندي هالوژنها و هاليدها به استثناي يد با فولرنهاي دوپهشده با يك و دو اتم گوگرد در ديد پارامترهاي ساختاري انرژي برهمكنش در فاز گاز و حالل هاي بنزن كلروفرم و سيكلوهگزان توسط مدل PCM بارهاي اتمي و انرژي اغتشاشي مرتبه دوم NBO آناليز نقاط بحراني در برهمكنشهاي غيرپيوندي و مصورسازي سطوح اين برهمكنشها توسط شاخص NCI توسط نظريه تابع چگالي DFT و روش B97X D قرار گرفتند در اين قسمت نيز از مجموعه پايه 6 31G براي تمامي اتمها مورد استفاده قرار گرفت دادههاي انرژي نشاندهنده مساعد بودن تمامي برهمكنشها در فاز گازي و فاز حالل است اما با توجه به مقادير بهدست آمده فاز گازي در كل مطلوبترين انرژي برهمكنشي و در بين حاللها سيكلوهگزان مساعدترين برهمكنشهاي غيرپيوندي را دارند درميان برهمكنشهاي بررسي شده برهمكنش غيرپيوندي هاليدها با فولرنهاي دوپه شده با دو اتم گوگرد باالترين انرژي برهمكنشي را حاصل كردند همچنين دادههاي انرژي انتقاالت دهنده پذيرنده در محدوده باالتري نسبت به قسمت اول پژوهش قرار داشت نمودارهاي DOS تفاوت انرژي ميان HOMO LUMO را با كاهش قابل توجهي بهازاي دوپه شدن ساختار فولرنها با گوگرد به نمايش درآوردند و بهترين شرايط جهت هدايت الكتريكي سيستم در برهمكنشهاي غيرپيوندي هاليدها با فولرنها ديده شد دادههاي AIM چگالي الكترون و الپالسين آن در نقاط بحراني پيوندي در موقعيت برهمكنشهاي غيرپيوندي را محدوده برهمكنشهاي غيرپيوندي نشان دادند و سطوح اين برهمكنشها بهوضوح وجود آنها را در بين جاذب و جذب شونده اثبات مينمايد همچنين الزم بهذكر است محاسبات يك مورد نيز عاملدار شدن فولرن و برهمكنش نسبتا پيوندي را حاصل كردند و با بررسي دادههاي AIM انرژي و NCI اين مسئله نيز اثبات شد كلمات كليدي برهمكنش غيرپيوندي نانولوله كربني فولرن هترودوپينگ نظريه تابع چگالي هالوژنها اتمها در مولكولها
چكيده انگليسي :
Theoritical Study of Non Covalent Interactions of Sulfur Doped Pristine Carbon Nanotubes Fulerenes with Some Small Molecules Kayvan Saadat k saadat@ch iut ac ir Date of Submission 2014 10 18 Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 8311 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Dr H Tavakol h tavakol@cc iut ac ir AbstractIn current study optimized structures of non covalently interacted pristine and sulfur doped carbonnanotubes with methanol methanethiol water and dihydrogen sulfide at on body and dead endpositions of nanotubes were estimate for further investigations over structural parameters interaction energies in gaseous and solvated via PCM model phase in benzene chloroform andcyclohexane solvents atomic charges and second order perturbation energy yielded form NBOcalculations electron density and its laplacian at bond critical points of non covalent situationsanalysis and their visuallation of these isosurfaces via NCI index calculations A B97X D DFTcode and 6 31G basis set for the all atoms had been applied Interaction energies in gasoues phasewere more favorable than solvent phase energies and among the solvents cyclohexane showed themost propriate energy for interactions in solvent phase Also oxygen bearing molecules had betterinteraction energies in contrast with sulfur bearing ones NBO analysis revealed stronger donor acceptor transitions for methanol and methanethiol interactions although every single transition isbelow than 4 kcal mol range AIM calculation results indicated reasonable electron densities inBCPs on non covalent interactions and the laplacian of electron density in the same points showedan ionic like interaction existence Isosurfaces of non covalent interaction also depicted brilliantpictures of presence of these surfaces for each complex In the other hand DOS graphscharacterized energy gap between HOMO LUMO levels against sulfur doping on nanotubestructure and modification of electric conduction properties of doped CNTs and after all increaseof global softness and decreasion of total hardness was resulted by sulfur doping of nanotubescauses the hetero doped nanotubes to became more nuleuphilic species Second study in this thesis is a research on non covalent intarctions of sulfur doped fullerenes andhalogens and halides exception of Iodine Same procedure with first section of this thesis werecarried out and energy outcomes showed proper results for adsorptions in both gaseous and solventPCM model phases however gaseous phase interactions is more desirable It should be noted thatstrongest non covalent interaction in energy point of view is belong to intercations of disulfur doped fullerenes and halides Donor Acceptor transition energies had went to above energy rangesthan first study DOS graphs demonstrated better modification of conductivity properties alongsulfur doping on fullerenes structure and most appropriate energy gaps have been seen for halidesand fullerenes interactions Electron density and it s laplacian in BCP on interaction sites displayeda bunch of info which are in non covalent interactions data ranges and then NCI calculations andfurther visualations proved the existence of such these interactions clearly indeed It s worthy topoint that in a single case something like partial functionalization of fullerene were seen and suchbehavior were approved via AIM NCI and energy data keywords Non Covalent Interactions CNT Fulerene Heterodoping DFT Halogenes AIM
استاد مشاور :
سعيد امير ارسلان زاده ممقاني
استاد داور :
كيامرث اسكندري، عليرضا نجفي چرمهيني
