화실기 Quantum Chemistry Calculation: SN2 Reaction

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Methods
4. Results
5. Discussion
6. Conclusion
7. Reference

본문내용

1. abstract
계산 화학은 양자역학의 원리를 바탕으로 화학물의 구조와 화학 반응을 수치적으로 모델링하여 연구하는 학문으로 컴퓨터 프로그램을 이용하여 계산할 수 있다. Electronic structure 계산을 수행하는 여러 가지 프로그램 중 Gaussinan09를 사용할 것이다. 1,2-dichloro-1,2-difluoroethane의 stereoisomers의 energy를 계산하고 ethylene과 formaldehyde의 molecular orbitals 계산 및 시각화, 그리고 Sn2 reaction의 transition state optimization과 IRC path를 확인한다.

2. Introduction
계산 화학은 기본적인 물리화학의 원리를 바탕으로 화학물의 구조와 화학 반응을 수치적으로 모델링하여 연구하는 학문이다. 또한 실험적인 한계와 일시적인 분자구조의 불안정함 때문에 증명되거나 보여질 수 없던 화학물과 화학 반응에 대한 중요한 정보를 컴퓨터 계산을 통해 제공해 주기도 한다. 따라서 계산 화학은 독립적인 학문 연구 분야이면서 또한 실험 연구에 중요한 정보를 제공해주는 보완적인 연구 분야로서 매우 중요한 역할을 하고 있다.
계산 화학에서는 electronic structure method와 molecular mechanics의 두 가지 방법을 주로 사용한다. Molecular mechanics는 고전 역학을 사용하여 분자의 구조와 특성을 예측하는데 사용된다. 이 방법을 사용하면 많은 수의 분자들로 구성된 액체나 고체상의 물질도 관찰할 수 있다. 예를 들어 DNA와 단백질 같은 생분자, 수용액상의 나노 입자 등의 모델 연구도 가능하게 해준다.
Electronic structure method는 분자 구조와 화학반응을 양자 역학의 원리에 기초한 계산을 통해 이해하는 방법이다. 분자의 화학적인 특성은 Schrödinger 방정식을 ( HΨ = EΨ ) 풀면 계산이 된다. 하지만 Schrödinger 방정식을 정확하게 푸는 것은 매우 작은 분자들을 제외하고는 거의 불가능에 가깝다.

참고 자료

Lab manual
Peter Atkins, 「Atkins' Physical Chemistry」, Oxford, 2010
위키피디아 –오비탈, 분자 구조 등