پديد آورنده :
ملايي رناني، اكرم
عنوان :
بررسي نظري ساختار، پايداري و خواص پيوندي تركيباتي از گازهاي نادر و مطالعه جذب مولكول هاي كوچك روي سطح گرافن ساده و دوپه شده با گوگرد
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده شيمي
صفحه شمار :
نه، 97ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد مشاور :
حسين فرخ پور
توصيفگر ها :
كريپتون , زنون , واكنش ايزودسميك , گرافن , دوپينگ , تئوري تابع چگالي
تاريخ نمايه سازي :
94/2/1
استاد داور :
عليرضا نجفي، كيامرث اسكندي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/26
چكيده فارسي :
1 چكيده در اين تحقيق ابتدا ساختارهاي بهينه ش ده خ واص مولك ولي فرك انسه اي ارتعاش ي باره اي اتم ي NBO و هيبريداس يون دو مولك ول XXeOH و X F Cl Br I XKrOH توسط نظريات تابع چگالي DFT با روش CAM B3LYP و WB97XD م ولر پالس ت مرتب ه دوم 2 MP و كالسترهاي خوشهاي CCSD مورد بررسي قرار گرفتند در تركيب با اين چهار روش دو مجموع ه پاي ه 6 311 G و Aug CC PVTZ براي تمام اتم ها به غير از زنون و يد استفاده شد به عالوه خواص پيوندي با استفاده از محاسبات AIM و NBO ب راي ب ه دست آوردن انرژي اختالل مرتبه دوم دانسيته الكترون بيضي گوني پيوند و الپالسين دانسيته الكترون بررسي شد نتايج حاكي از آن است كه مولكول IXeOH دو جز IXe و OH را نشان ميدهد در صورتي كه ديگر مولكولها به صورت XeOH و X هستند همچنين ب راي مولكول XXeOH دو واكنش تجزيه دو جزئي و سه جزئي پيشنهاد شد كه ه ر دو اي ن واك نشه ا گرم ازا هس تند ب راي مقايس ه پاي داري تركيبات از دو روش اتميزاسيون و واكنش ايزودسميك استفاده شد نتايج نشان ميدهد كه پايداري اين تركيبات از فلوئور ت ا ي د ك اهش مييابد به عالوه علي رغم پايداري ترموديناميكي پايين اين مولكولها پايداري سينتيكي ب االيي دارن د ب ه ج ز BrXeOH در تجزي ه س ه جزئي كه نشان دهنده امكان شناسايي و بررسي اين تركيبات دارد نتايج مشابهي نيز براي مولكول XKrOH به دس ت آم د از مي ان چه ار هالوژن مولكولهاي BrKrOH و IKrOH به صورت اجزا Br I و KrOH هستند درحاليكه ديگر مولكولها به صورت دو ج ز XKr و OH هستند همچنين بر اساس روش تجزيه پيشنهاد شده براي اين مولكول مش خ ش د ك ه واك نش تجزي ه گرمازاس ت ب ا اس تفاده از گرماي واكنش و انرژي آزاد گيبس تشكيل و همچنين واكنش ايزودسميك پايداري نسبي و سهولت تشكيل مولكول م ورد بررس ي ق رار گرفت نتايج نشان داد كه همانند مولكول XXeOH پايداري مولكول از فلوئور تا يد كاهش مييابد همچنين پارامترهاي فعاليت به دس ت آمده از محاسبات آناليز جمعيت نشان داد كه از FKrOH تا IKrOH واكنش پذيري افزايش و پاي داري ك اهش خواه د ياف ت در قس مت ديگر اين پايان نامه برهمكنش بين گرافن G گرافن دوپ شده با يك اتم گوگرد SG و گرافن دوپ شده با دو اتم گوگرد 2SG ب ا هشت مولكول كوچك 2 CH3SH H2O CH3OH I2 Br2 Cl2 F و H2S با استفاده از محاسبات نظريه تابع چگالي م ورد بررس ي ق رار گرفته است به دليل تعداد باالي اتمهاي در نظر گرفته شده براي اين مولكول 74 اتم شامل 27 اتم كربن و 53 اتم هيدروژن نظري ه ت ابع چگالي DFT با روش B3LYP و مجموعه پايه 6 31G براي محاسبات بهينه سازي در نظر گرفته شد و محاسبات فرك انس توس ط نظري ه تابع چگالي DFT با روش B3LYP و مجموعه پايه 6 311 G صورت گرفت با توجه به نتايج انرژيهاي جذب نشان ميدهد ك ه SG جاذب بهتر و F ماده جذب شده بهتري است در فاز گاز Gads انرژي آزاد گيبس ب راي فرآين د ج ذب مق دار كوچ ك و ماب ت دارد و بنابراين واكنش گرمازاست عالوه بر اين اثرات حالل روي فرآيند جذب نيز بررسي ش ده مش اهده ش د ك ه مق دار Hads آنت الپي ب راي فرآيند جذب و Gads به اعداد منفي بزرگ در تمام حالل ها متماي ل ش ده بن ابراين بس ياري از فرآين دهاي ج ذب در ح الله ا از لح ا ترموديناميكي مساعد هستند همچنين با استفاده از انرژي اختالل مرتبه دوم كه از محاسبات NBO بدست آمده مشخ شد كه برهمكنش هالوژنها وگرافن از برهمكنش 4 مولكول ديگر قويت ر اس ت ب ا توج ه ب ه دادهه اي الپالس ين ك ه از محاس بات AIM بدس ت آم ده برهمكنش در تمام كمپلكس ها از نوع يوني است و بر اساس نت ايج اوربيتاله اي مولك ولي و همچن ين نموداره اي DOS ك ه از محاس بات آناليز جمعيت POP به دست ميآيند گرافن دوپ شده با گوگرد نسبت به گرافن دوپ نشده رسانايي بيشتري دارد كلمات كليدي گازهاي نادر پايداري كريپتون زنون واكنش ايزو دسميك گرافن دوپينگ تئوري تابع چگالي
چكيده انگليسي :
Theoretical investigation of structure stability and bonding properties ofrare gas structures and study about adsorption of small molecules on the surface of simple and sulfur doped graphene Akram Mollaei Renani a mollaei@ch iut ac ir Date of Submission 2014 6 17 Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Hosein Tavakol h tavakol@cc iut ac irAbstractIn the first study the optimized geometries molecular properties and stabilities of new noble gas molecules XXeOH and XKrOH X F Cl Br and I were studied using CCSD MP2 CAM B3LYP and WB97XDmethods and two Aug CC PVTZ and 6 311 G basis sets In addition for NBO atomic charges hybridizations and the bonding properties of XXeOH molecules were studied by AIM calculations tocalculate electron densities bond elipticities and Laplacian of electron densities and second orderintramolecular perturbation energies using NBO calculations The results showed that IXeOH showing twoOH and IXe parts while in other molecules they could be presented as XeOH and X Two decompositionroutes were proposed for these molecules that showed high exothermic reactions However despite their lowthermodynamic stabilities their decomposition rate constants were small and all molecules except BrXeOH had high kinetic stabilities indicating the possibility for identification and characterization of thesemolecules Moreover the ease of formations and relative stabilities of XXeOH molecules were comparedusing heats of formations Gibbs free energies of formations and isodesmic reactions These calculationsshowed that the stability of XXeOH molecules was decreased from F to I In XKrOH molecules IKrOH andBrKrOH molecules showed two X and KrOH parts while in FKrOH and ClKrOH they could be presentedas XKr and OH A decomposition route was proposed and result showed high exothermic reactions However their decomposition rate constants were small and all molecules had high kinetic stabilities Comparing relative stabilities using heats of formations and isodesmic reactions showed the FKrOH is themost stable and IKrOH is the least stable structure The reactivity parameters obtained from populationanalyses showed that the reactivities increased and stabilities decreased from FKrOH to IKrOH In the second study the interactions between graphene G S doped graphene SG and 2S doped graphene 2SG with eight small molecules including molecular halogens CH 3OH CH3SH H2O and H2S were studiedusing density functional theory calculations The adsorption energies showed that the SG was the bestadsorbent fluorine was the best adsorbate and halogens were adsorbed on graphenes better than the othermolecules Most adsorption processes in the gas phase were exothermic with small positive Gads Moreover the solvent effect on the adsorption process was examined and all H ads and Gads values for adsorptionprocesses tended to more negative values in all solvents Therefore the most adsorption processes in thesolvents are thermodynamically favorable The second order perturbation energies obtained from NBOcalculations confirmed that the interactions between halogens and our molecules had more strength than thatof other molecules The Laplacian of values obtained from the AIM calculations indicated that the type ofinteraction in all our complexes was closed shell interaction The MO results and DOS plots also revealedsulfur doping could increase the conductivity of graphene and this conductivity was enhanced more whenthey interacted with graphenes Keywords Nobel gas Stability Isodesmic reaction Graphene Doping Adsorption DFT Sensor
استاد مشاور :
حسين فرخ پور
استاد داور :
عليرضا نجفي، كيامرث اسكندي
