Naslov
Modeliranje međumolekulskih interakcija u kristalnim sustavima para-halogenbenzojeve kiseline
(Molecular modeling of intermolecular interactions in para-halogenbenzoic acid crystals)

Autori
Hanževački, Marko

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Prirodoslovno-matematički fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
17.10

Godina
2014

Stranica
126

Mentor
Mihalić, Zlatko

Neposredni voditelj
Kodrin, Ivan

Ključne riječi
molekularno modeliranje; međumolekulske interakcije; ONIOM metoda; p-halogenbenzojeva kiselina; QTAIM metoda; analiza Hirshfeldove površine
(molecular modeling; intermolecular interactions; ONIOM method; p-halogenbenzoic acid; QTAIM method; Hirshfeld surface analysis)

Sažetak
Razumijevanje odnosa između kemijske strukture i fizikalnih svojstava materijala jedan je od temeljnih ciljeva istraživanja u prirodnim znanostima. Pronalazak i razvoj računalnog modela kojim bi se pomoću relativno malog broja molekula uspješno moglo opisati ponašanje molekula u kristalnoj strukturi bio bi koristan u dizajnu novih materijala. U radu su proučavane međumolekulske interakcije u kristalnim sustavima p-halogenbenzojeve kiseline (F, Cl, Br i I). Analizom Hirshfeldove površine utvrđeno je kako su najvažnije međumolekulske interakcije jake O‒H•••O i slabe C‒H•••X vodikove veze, π•••π kontakti i halogen-halogen interakcije odgovorne za pakiranje molekula. Na izoliranom paru molekula uspješnim se pokazalo samo modeliranje jakih O‒H•••O vodikovih veza. Dvorazinska ONIOM metoda uspješno je reproducirala i geometrije molekula povezanih ostalim tipovima interakcija. Središnji dio odabranog sustava sastavljen od dvije, tri ili četiri molekule modeliran je DFT metodom dok je okolni sustav modeliran semiempirijskom PM6 metodom. Korištene su kombinacije funkcionala (B2PLYP, B97, B3LYP i M06-2X uz Grimmeove empirijske disperzijske korekcije) i Popleovih osnovnih skupova (6-311G, 6-311G(d) i 6-311G(d, p)). Kriterij procjene valjanosti korištenih računskih modela bile su RMSD vrijednosti odstupanja izračunate od eksperimentalne geometrije. Izračunate energije interakcije, korigirane su za grešku superpozicije osnovnih skupova, i uspoređene s dostupnim literaturnim vrijednostima. Provedena je QTAIM analiza kojom su određeni topološki parametri kritičnih točaka za određenu vrstu interakcije. Primjenom ONIOM metode modelirani su hipotetski sustavi. Usporedbom energija interakcije racionalizirana je važnost pojedinih vrsta interakcije – vodikovih veza, halogen-halogen interakcija i π•••π kontakata – u povezivanju molekula p-halogenbenzojeve kiseline u kristalima.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija

POVEZANOST RADA