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오비탈 개념2025.05.121. 오비탈 오비탈은 원자나 분자에 귀속된 전자 또는 전자쌍의 상태를 양자역학을 이용해 나타낸 파동함수를 의미한다. 이 파동함수를 정확히 계산해 낼 수 있는 계는 수소꼴 원자(전자가 하나밖에 없는 원자) 정도로 상당히 적지만 다전자계에서도 전체 계를 1전자 함수들의 곱으로 근사하는 경우 그 때 사용하는 단일 전자의 파동함수 또한 오비탈이라고 부른다. 2. s-오비탈 s-오비탈은 부양자수가 0인 오비탈을 말한다. s-오비탈은 구형 대칭이며, 각상 마디는 갖지 않고 (n-1)개의 방사상 마디를 갖는다. 주기율표상에서는 수소, 헬륨, 알...2025.05.12
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수소와 헬륨 분자의 결합 특성 분석2025.01.021. 수소 분자의 결합 특성 수소 분자(H2)의 결합 길이와 결합 에너지를 계산하였다. 결합 에너지는 342.2kJ/mol로 실제 수소 결합 에너지 436kJ/mol과 21%의 오차를 보였다. 결합 길이는 0.74Å으로 실제 값 0.74Å과 1.4%의 오차를 보였다. 이는 전자 간 상호작용을 선형적으로 근사한 한계로 인해 오차가 발생한 것으로 보인다. 2. 헬륨 분자의 결합 특성 헬륨 분자(He2)의 경우 결합 길이가 3.00Å으로 두 원자의 반지름 합인 0.74Å보다 크기 때문에 실제로 결합을 형성하지 않는 것으로 나타났다. 또한...2025.01.02
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서울대학교, 화학실험, 만점, A+, 계산화학실습 결과보고서2025.01.291. 계산화학 분자 수준의 관찰은 컴퓨터를 통해 이루어지며, 이를 계산화학이라 한다. 본 실험에서는 Xshell과 Avogadro 프로그램을 통해 6개의 분자 CH4, C2H2, C2H4, H2O, H2S, H2Se의 bond length, angel, monomer와 dimer 형태에서 energy를 통한 분자 간 interaction, 분자의 구조 및 오비탈 구조를 관찰하였다. 이를 통해 원자 번호가 클 수록, 결합의 길이가 감소하며, 비공유 전자쌍이 공유 전자쌍보다 큰 반발력 가지고, 분자 간 수소결합이 가장 강한 것을 알 수...2025.01.29
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서울대학교, 화학실험, 만점, A+, 계산화학실습 예비보고서2025.01.291. Hartree-Fock method Hartree-Fock method는 양자화학적 분자의 전자 구조 계산 방법으로, 슈뢰딩거 방정식을 풀기 위해 이를 전자 하나에 대한 방정식으로 변형한 후, 다른 전자가 미치는 영향을 평균적으로 근사하여 적용한다. 이를 통해 분자의 전자구조를 계산하고, 전자의 에너지와 분포를 예측할 수 있다. 2. 분자간 상호작용 분자간 힘(intermolecular force)은 분자 사이에서 발생하는 상호작용으로, 수소결합, 반데르발스 힘, 쌍극자간 상호작용, Coulomb force 등으로 존재한다. ...2025.01.29
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계산화학실습 결과보고서2025.01.141. H2와 He2 분자의 결합 길이 및 결합 에너지 계산 계산 결과 H2 분자의 결합 에너지는 이론값과 약 22% 오차가 있었으며, 결합 길이는 실제값과 약 1.3% 오차로 잘 일치했습니다. 반면 He2 분자는 결합을 형성하지 않는 것으로 나타났습니다. 이는 Hartree-Fock 방법의 한계인 전자 상관 효과를 고려하지 않는 점과 관련이 있습니다. 2. H2와 He2 분자의 퍼텐셜 에너지 곡면(PES) 분석 H2 분자의 PES에서는 결합 길이 증가에 따라 퍼텐셜 에너지가 감소하다가 최소값을 가지는 퍼텐셜 우물이 관찰되었습니다. ...2025.01.14
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물리화학실험 Quantum Mechanical Calculation of Molecules 실험보고서2025.05.051. 수소 분자의 에너지 변화 결합 거리에 따른 수소 분자의 에너지 변화 실험에서 H2분자의 결합길이를 줄였다 늘렸다 하며 여러 길이에 대한 에너지를 측정하였는데 안정된 길이에서 길이를 늘일수록 에너지가 커지고, 길이를 줄여도 에너지가 커지다가 일정길이 이하에선 에너지가 측정이 안되었다. 이를 여러가지 길이에서 에너지를 구한 후 그래프로 도시화 했더니 결과와 같은 그래프를 얻을 수 있었다. 그래프 모양은 우리가 수업시간에 배웠던 분자의 결합길이에 따른 에너지 그래프와 매우 흡사했다. 2. 에테인 분자의 에너지 변화 이면각에 따른 에...2025.05.05
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화학실험(A+보고서) - 계산화학실습2025.05.111. H2 구조 최적화 수소 분자의 구조 최적화 결과를 분석하였다. ab initio 방법을 이용하여 수소 동핵이원자 분자의 구조 최적화를 실시하였으며, 수소 분자의 에너지, 결합 에너지, 분자 오비탈 구조 등을 확인하였다. 수소 분자의 결합 길이와 결합 에너지는 이론값과 비교적 잘 일치하였다. 2. He2 구조 최적화 헬륨 분자(He2)의 구조 최적화 결과를 분석하였다. ab initio 방법을 이용하여 헬륨 동핵이원자 분자의 구조 최적화를 실시하였으며, 헬륨 분자의 에너지, 결합 에너지, 분자 오비탈 구조 등을 확인하였다. 모든...2025.05.11
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물리화학실험 A+ 어는점 내림을 이용한 분자량 측정2025.05.051. 어는점 내림 현상 용액에서 순수한 용매가 응고되어 나오는 경우 어는점 내림에 의해 용질의 분자량을 측정할 수 있다. 일반적으로 어는점이란 일정한 압력에서 고체와 액체가 평형상태에 놓여 있는 온도를 말한다. 용매에 용질을 가한 용액의 경우 순수한 용매와는 달리 일정하지 않은 어는점을 가지며, 이를 통해 용질의 분자량을 계산할 수 있다. 2. 과냉각 현상 과냉각 현상은 분자가 결정성 고체를 형성하기 위해 규칙적인 방식으로 배열되어야 하기 때문에 발생한다. 용매에 용질을 가한 용액의 경우 과냉각이 심하지 않으면 처음으로 결정이 생긴...2025.05.05
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계산화학 실습2025.05.111. 계산화학 화학실험을 통해 화학에 대한 지식을 넓힐 수 있었지만, 실험이나 수학적 방법으로 알기 어려운 부분들이 존재한다. 화학자들은 컴퓨터를 사용하는 계산화학이라는 학문을 통하여 실제에 가까운 계에 대한 해결을 시도하게 되었다. 본 실험에서는 양자화학 방법론을 이용하여 N2, He2, O2의 최적화된 구조를 결정하고, 이때의 결합 길이와 결합 에너지를 알아보았다. 이후 결합 길이를 조정하여 이에 따른 결합 에너지 그래프인 퍼텐셜 에너지 곡면 그래프를 그려보았다. 2. 분자 오비탈 분자 오비탈에서 결합 차수 (bond order...2025.05.11
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화실기_Quantum Chemistry Calculation SN2 Reaction_보고서2025.01.181. 1,2-Dichloro-1,2-Difluoroethane stereoisomers 1,2-Dichloro-1,2-Difluoroethane의 (R,R) 형태와 (meso) 형태의 total energy와 dipole moment 값을 비교하였다. (meso) 형태가 (R,R)에 비해 더 낮은 에너지 값을 가지므로 더 안정한 형태임을 확인하였다. 이는 Newmon projection을 통해 (meso) 형태가 anti 형태를 이루어 steric hindrance가 적기 때문인 것으로 분석되었다. 또한 (meso) 형태의 dipo...2025.01.18
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