Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.parallel.ru/sites/default/files/cluster/senyavin.doc Дата изменения: Wed Nov 2 11:53:59 2011 Дата индексирования: Tue Oct 2 02:12:26 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: молекул

Строение и колебательные спектры молекулы фуллерен[60]-пиперазина

В.М.Сенявин, А.А.Грановский
Химический факультет МГУ

В ряду физикохимических методов исследования колебательная
спектроскопия (изучение спектров ИК поглощения и комбинационного рассеяния
света) занимает одно из ведущих мест благодаря высокой чувствительности
метода к строению молекул. Частоты, на которых наблюдается поглощение (или
рассеяние) излучения, отвечающие молекулярным колебаниям, а также
интенсивности соответствующих полос являются характеристичными для данной
молекулы, поскольку определяются химической природой составляющих молекулу
атомов, их относительным расположением, а также общей симметрией системы.

С момента открытия фуллеренов - нового класса каркасных углеродных
соединений - методы колебательной спектроскопии широко используются для
изучения строения этих молекул и их производных, поскольку позволяют
проследить за изменением уникально высокой симметрии исходных соединений
при их химической модификации. Строение одного из биологически-
перспективных соединений - молекулы С60-пиперазина показано на рис.1.
Вследствие понижения молекулярной симметрии с точечной группы Ih до группы
C2v ИК спектр этого соединения (рис.2а) состоит из 164 полос (в сравнении с
только 4-мя линиями для исходного фуллерена).

Современное теоретическое описание строения и свойств молекул
базируется на квантово-химическом рассмотрении молекулы как электронно-
ядерной системы. Информация об ее структуре и колебательном спектре
позволяет определить физико-химические величины, обуславливающие
возможность образования молекулы и ее реакционную способность. В то же
время, адекватные квантово-химические расчеты многоатомных молекул требуют
значительных вычислительных ресурсов.

В настоящей работе проведен расчет равновесной структуры (рис.1) и ИК
спектра (рис.2б) молекулы С60N2C4H8 на 38 процессорах
высокопроизводительного кластера НИВЦ МГУ с использованием параллельной
версии программного пакета PC GAMESS [1-2]. Расчеты проведены на уровне
Хартри-Фока в базисе 6-31G*. В этих условиях оптимизация геометрических
параметров заняла 34 часа, а расчет матрицы гессиана и производных
дипольного момента потребовал около 6 суток счетного времени.






1. Alex A. Granovsky, www http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html

2. M.W.Schmidt, K.K.Baldridge, J.A.Boatz, S.T.Elbert, M.S.Gordon,
J.J.Jensen, S.Koseki, N.Matsunaga, K.A.Nguyen, S.Su, T.L.Windus, M.Dupuis,
J.A.Montgomery, J.Comput.Chem. 14, 1347-1363 (1993)
-----------------------






Рисунок 1. Строение молекулы
C60N2C4H8

б

Рисунок 2. Наблюдаемый (a) и рассчитанный (b)
инфракрасный спектр C60N2C4H8

[pic]

[pic]

а