[A+물리화학실험 보고서] 실험5. Gaussian 프로그램을 이용한 모델 분자의 이론적 접근

소개

보고서 점수 만점 및 물리화학실험 과목에서 A+을 받았습니다.

실험5. Gaussian 프로그램을 이용한 모델 분자의 이론적 접근

목차

1. 서론
2. 실험 장치 및 실험방법
3. 실험 결과 및 고찰
4. 참고문헌

본문내용

1. 서론
(1) 실험 목표
- Gaussian 프로그램을 통해 분자 구조의 에너지와 각종 스펙트럼(UV-Vis 스펙트럼, IR 스펙트럼) 및 분자 구조의 특성을 알아보고자 한다.

(2) 실험 이론
① 양자화학(Quantum Chemistry)
: 양자화학은 양자역학 이론을 이용해서 원자와 분자의 여러 가지 물질적, 화학적 성질, 화학적 현상, 그리고 화학 반응을 이론적으로 설명하는 화학의 한 분야이다. 양자화학은 원자와 분자의 전자 구조, 화학 결합, 분자 사이의 상호 작용, 반응 경로, 동역학 등에 대한 이론과 계산 방법론을 다룬다.

: 양자화학은 분광학이나 열역학 데이터, 화합물의 반응성이나 반응 속도 등과 같이 실험 측정 결과를 해석하고 이해하는 강력한 도구이다. 또한 양자화학은 관찰이나 측정이 어려운 반응의 전이 상태나 중간체에 대한 정보를 얻는 목적에도 많이 이용되며, 아직 관찰되지 않은 성질이나 특성을 예측하려는 목적으로도 사용된다.

: 양자역학의 핵심 개념은 유한한 공간에 갇힌 분자, 원자, 또는 전자의 병진 에너지 그리고 분자가 가지는 회전 또는 진동 에너지가 어떤 특정 값들에 한정된다는 의미로, 양자화(quantized)되어 있다는 것이다. 이렇게 허용된 에너지를 에너지 레벨(energy level)이라고 부른다. 허용된 에너지 값은 입자의 특성에 따라 달라지며, 병진의 경우 입자가 갇힌 영역의 범위에도 의존한다.

: 양자역학에서는 특정 상태에 있는 입자의 위치가 정해져 있지 않고 공간적으로 퍼져있는 파동함수(wavefunction)에 의해 기술된다. 이때, 파동함수는 그 상태에 있는 물체의 위치와 운동량 같은 모든 동역학적 정보를 담고 있다.

참고자료

· 2024학년도 물리화학실험서(충남대학교)
· https://gaussian.com/g16new/(가우시안 사이트)
· Webbook.nist.gov(NIST, Benzyl alcohol, 그림7 출처)
· National Institute of Standards and Technology(Hatree to kJ/mol)
· ko.wikipedia.org(계산화학)
· ko.wikipedia.org(분자궤도함수 이론)
· https://gaussian.com/videos(Gaussian 작동법 설명)
· https://www.youtube.com/TD-DFT output file analysis
· https://www.youtube.com/HOMO-LUMO Calculation and Analysis using DFT
· https://www.youtube.com/Gaussview 6 Tutorial: visualizing results
· Atkins’ physical chemistry 12판(Energy)
· 네이버 화학 지식백과(양자화학)
· 네이버 화학 지식백과(Hartree-Fock 방정식)
· 네이버 화학 지식백과(DFT)