• 제목/요약/키워드: 양자화학 계산

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사각평면형 백금(Ⅱ) 착물의 트란스효과에 대한 분자궤도함수론적 해석 (MO Interpretation for the trans Effect of Square Planar Type Pt(Ⅱ) Complexes)

  • 박병각;이상협;여환진;조이영
    • 대한화학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.495-500
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    • 1988
  • trans-[$PtNH_3Cl_2L$] (L = $H_2O$, $NH_3$, $Cl^-$, $Br^-$, $I^-$, $CH_3$$PH_3$)형 백금(Ⅱ)착물계열의 트란스효과를 설명하기 위해 필자들이 수정한 확장 Huckel MO법을 사용했다. 계산에 의하면 L이 보다 좋은 트란스배향리간드일수록 L의 트란스자리에 있는 Pt-N의 결합의 reduced overlap population(ROP)은 감소했다. 즉 이 사실은 보다 좋은 트란스배향리간드 일수록 트란스 효과가 증대되었다. 따라서 일반적인 trans-[$PtTL_2X$] 착물의 트란스효과를 양자화학적으로 설명할 수 있었다.

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Cu(II) 착물의 金屬-리간드 사이의 결합에너지와 실측 리간드화열과의 相關性 (Correlation Between Bond Energy of Metal-Ligand and Observed Heat of Ligation of Cu(II) Complexes)

  • 송영대;최천호;박병각
    • 대한화학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.230-237
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    • 1992
  • Cu(Ⅱ) 이온에 여러가지 리간드를 배위시켜 확장분자궤도함수(EHMO)법으로 양자화학적 양을 얻어 실험적 사실과 비교 검토하였다. 즉 평면사각형인 $[Cu(H_2O)_{4-x}(NH_3)_x]^{2+}$(X = 0, 1, 2,${\ldots}$4)에서 $NH_3$ 분자가 $H_2O$ 분자와 단계적으로 치환될 때에 따른 결합에너지 및 알짜전하의 관계에서 강한 리간드가 배위될수록 $Cu^{2+}$의 알짜전하 값이 감소함을 알 수 있었다. 또한 팔면체인 $[Cu(H_2O)_{6-x}(NH_3)_x]^{2+}$(X = 0, 1, 2,${\ldots}$6)에서 $NH_3$분자가 $H_2O$ 분자와 단계적으로 치환될 때에 따른 실측 리간드화열이 MO 이론으로 계산한 결합에너지와 좋은 병행성이 나타나서 해리에너지로부터 리간화열을 이론적으로 예측할 수 있는 ${\Delta}H$ = 0.1194$E_{diss}$ + 0.4718인 이론식을 얻었다.

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H2On-H2Om (n=1-4, m=1-4) 이중합체의 수소결합에 따른 구조적 특성 및 결합에너지에 관한 이론 연구 (Theoretical Study on the Hydrogen-Bonding Effect of H2On-H2Om (n=1-4, m=1-4) Dimers)

  • 송희성;서현일;신창호;김승준
    • 대한화학회지
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    • 제59권2호
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    • pp.117-124
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    • 2015
  • Hydrogen polyoxide, $H_2O_n-H_2O_m$(n=1-4, m=1-4) 이중합체(dimer)의 분자 구조 변화에 따른 수소결합(H-bonding) 효과를 순 이론적(ab initio) 방법과 밀도 범함수 이론(DFT)으로 계산하였다. 분자 구조는 B3LYP, CAM-B3LYP, MP2의 양자역학적 방법들을 사용하여 최적화하였으며, 진동주파수를 계산하여 최저에너지(true local minimum) 구조인 것을 확인하였다. 보다 정확한 수소결합 에너지(${\Delta}E$) 계산을 위하여 CCSD(T) 이론수준에서 한 점(single-point) 에너지 계산을 하였으며, 영점 진동에너지(ZPVE) 보정과 바탕집합 중첩에러(BSSE) 보정을 하였다. CCSD(T)/cc-pVTZ 이론 수준에서 $H_2O_4-H_2O_3$이 8.18 kcal/mol로 가장 강한 결합을 나타내었으며, 물 이중합체($H_2O-H_2O$)는 3.00 kcal/mol로 가장 약한 결합에너지를 나타내었다.

양자화학계산을 이용한 SiO2 동질이상의 전자 구조와 Si L2,3-edge X-선 라만 산란 스펙트럼 분석 (Electronic Structure and Si L2,3-edge X-ray Raman Scattering Spectra for SiO2 Polymorphs: Insights from Quantum Chemical Calculations)

  • 김용현;이유수;이성근
    • 광물과 암석
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    • 제33권1호
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    • pp.1-10
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    • 2020
  • 고압 환경에서 규산염 용융체의 원자 구조에 대한 정보는 지구 내부 마그마의 열전도율이나 주변 암석과의 원소 분배계수와 같은 이동 물성을 이해하는 단서를 제공한다. 규소의 전자 구조는 규산염 다면체 주변의 산소 원자 분포와 연관성을 가질 것으로 예상되나, 이 사이의 상관관계가 명확하게 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 SiO2의 고밀도화에 따른 규소의 전자 구조 변화의 미시적인 기원을 규명하기 위해 SiO2 동질이상의 규소 부분 상태 밀도와 L3-edge X-선 흡수분광분석(X-ray absorption spectroscopy; XAS) 스펙트럼을 계산하였다. 규소의 전도 띠 영역에서 전자 구조는 결정 구조에 따라서 변화하였다. 특히 d-오비탈은 108, 130 eV 영역에서 배위 환경에 따른 뚜렷한 차이를 보였다. 계산된 XAS 스펙트럼은 규소 전도 띠의 s,d-오비탈에서 기인하는 피크를 보였으며, 결정 구조에 따라 s,d-오비탈과 유사한 양상으로 변화했다. 계산된 석영의 XAS 스펙트럼은 SiO2 유리의 XR S 실험 결과와 유사하였으며 규소 주변 원자 환경이 비슷하기 때문으로 생각된다. XAS 스펙트럼을 수치화한 무게 중심 값은 Si-O 결합 거리와 밀접한 상관관계를 가지며 이로 인하여 고밀도화 과정에서 체계적으로 변화한다. 본 연구의 결과는 Si-O 결합 거리에 민감한 규소 L2,3-edge XRS가 규산염 유리 및 용융체의 고밀도화 기작을 규명하는 과정에서 유용하게 적용될 수 있음을 지시한다.

양자화학적 계산에 의한 살리씰산유도체의 정량적 구조-활성 상관관계 (Quantitative Structure-Activity Relationships of Salicylic Acid Derivatives by Quantum Chemical Calculations)

  • 이종달
    • 약학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.80-85
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    • 1988
  • QSAR of Salicylic acid derivatives, as anti-inflammatory agent, classified into Group I (not-having-5-phenyl ones) and Group II (having-5-phenyl ones) were investigated by quantum chemical calculations. The results are below: not significant statistically for both of Group I and Group II, but significant for each Group. $potency=-8.46X_{5}+1.639\;n=5\;r=0.77\;se=0.31\;for\;Group\;I.$ $({\pm}4.05)\;({\pm}0.5)$ where $X_5$ means charge of carbon atom bonded to hydroxyl radical. $potency=0.16X_{19}+7427.38HO-6629.85X_{15}+4977.40X_{10}+351.51X_5+3378.84$ $({\pm}0.17)\;({\pm}10.18)\;({\pm}11.70)\;({\pm}33.78)\;({\pm}4.41)\;({\pm}13.13)$ n=7 r=0.99 se=0.019 for Group II. where $X_{19}$ and $X_{15}$ stand for charges of the para carbon and the first carbon atoms in phenyl radical, respectively and $X_{10}$, charge of carboxylic carbon atom, HO, HOMO energy. It seems to be possible to qualitatively predict potency of drug by Pearson's HSAB theory. It means that drug should possess low LUMO energy and high HOMO energy.

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1,3-디메톡시-티아캘릭스[4]크라운-5-에테르의 이형체들의 상대적인 안정성과 구조들에 대한 mPW1PW91 계산 연구 (mPW1PW91 Calculated Relative Stabilities and Structures for the Conformers of 1,3-dimethoxy-p-tert-butylthiacalix[4]crown-5-ether)

  • 김광호;최종인
    • 대한화학회지
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    • 제53권5호
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    • pp.521-529
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    • 2009
  • 1,3-디메톡시-티아캘릭스[4]크라운-5-에테르 (3)의 다양한 이형체들(cone_oo, cone_oi, pc_oo, pc_io, pc_oi, pc_ii, 13a_oo, 13a_io)에 대한 구조들이 DFT B3LYP/6 - 31 + G(d,p)와 mPW1PW91/6 - 31 + G (d,p) (hybrid HF-DF) 계산 방법들에 의하여 최적화 되었다. 13a_oo (1,3-alternate 이형체에서 두 개의 메 톡시기가 모두 밖으로 향해 있는 구조)가 가장 안정하였으며, 기존에 보고된 실험 결과와 잘 일치하였다. mPW1PW91/6 - 31 + G(d,p) 계산에 의한 상대적인 안정성은 다음과 같았다: 13a_oo (가장 안정) > 13a_io$\sim$ pc_io$\sim$cone_oo > cone_oi$\sim$pc_oo$\sim$pc_oi > pc_ii.

$Hg^{2+}$ 수용액 내에서 cis-[Co(en)$_2$YCl]$^{r+}$ (Y = $NH_3$, NO$_2^-$, NCS$^-$, $H_2O$)의 아쿠아 반응속도와 반응메카니즘 (Kinetics and Mechanism for Aquation of cis-[Co(en)$_2$YCl]$^{r+}$ (Y = NH$_3^-$, NO$_2$, NCS$^-$, H$_2$O} in Hg$^{2+}$ Aqueous Solution)

  • 박병각;임주상
    • 대한화학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.476-482
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    • 1988
  • $Hg^{2+}$ 수용액내에서 cis-[$Co(en)_2YCl$]$^{r+}$ (Y = $NH_3$, $NO_2^-$, NCS$^-$, $H_2O$)의 아쿠아 반응속도를 UV/vis 분광광도계로 측정하여 반응속도식을 결정하였으며, 확장분자궤도법(Extended Huckel Molecular Orbital Method)에 의해 Co(Ⅲ) 전이금속착물의 양자화학적값을 계산하고 실험에서 구한 반응속도와의 상관성을 조사하여 촉매가 관련한 타당한 반응메카니즘을 제안하였다. 본 연구에서 Co(Ⅲ) 전이금속착물과 $Hg^{2+}$에 대하여 각각 1차반응이고, 반응속도는 Co(Ⅲ) 중심금속의 알짜전하 크기와 병행성이 있으며, 이들의 반응속도는 Y의 종류에 따라 $NH_3$ < NCS$^-$ < H$_2$O < NO$_2^-$의 순으로 증가되었다. 그리고 이들 생성물의 cis-이성질체가 약 95${\%}$, trans-이성질체가 약 5${\%}$정도 생성되었다. 또한 EHMO법에 의해 계산된 알짜전하와 결합차수로부터 본 반응계는 결합깨어짐보다 결합형성이 우선되어 H$_2$0가 Co(Ⅲ) 중심금속에 공격하는 단계가 속도결정 단계가 됨을 알았다. 이러한 사실과 실험에서 구한 속도자료 그리고 활성화파라메타값으로부터 Id 메카니즘으로 진행되는 타당한 반응메카니즘을 제안하였다.

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양자화학계산을 이용한 Si-O 결합길이가 MgSiO3 페로브스카이트의 X-선 Raman 산란 스펙트럼에 미치는 영향에 대한 연구 (Quantum Chemical Calculations of the Effect of Si-O Bond Length on X-ray Raman Scattering Features for MgSiO3 Perovskite)

  • 이유수;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-15
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    • 2014
  • 지구시스템 이해에 중요한 지구 내부 맨틀 물질의 거시적인 성질을 이해하기 위해서는 고압상태의 Mg-규산염 결정질 및 비정질 물질에 대한 원자구조와 그에 수반하는 전자구조에 대한 이해가 필요하다. 근래에 in-situ 고압 실험의 어려움을 피하여 고압환경에 존재하는 지구물질의 원자구조와 그 전자구조를 규명하기 위한 방법론으로서 밀도 범함수 이론에 기반을 둔 양자화학계산이 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 FP-LAPW (full-potential linearized augmented plane wave) 방법론을 이용하는 WIEN2k 프로그램을 통하여 25 GPa와 120 GPa의 $MgSiO_3$ 페로브스카이트(Pv)의 전자 오비탈의 PDOS (partial density of states)와 O원자 K-전자껍질 ELNES (energy-loss near-edge structure) 스펙트럼을 계산하였다. 두 압력 조건의 $MgSiO_3$ Pv에 대하여 계산된 전자 오비탈의 PDOS와 O원자 K-전자껍질 ELNES 스펙트럼은 뚜렷한 차이를 보이고 있었다. 이와 같은 결과는 $MgSiO_3$ Pv에서 압력 증가에 의한 Si 원자 배위수의 변화가 나타나지 않더라도 Si-O 결합거리, O-O거리, Mg-O거리와 같은 O원자 주변 국소 원자구조의 변화가 O원자 주변 전자구조에 뚜렷한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과는 $MgSiO_3$ 결정질 및 비정질 물질의 압력에 의한 전자구조 변화의 미시적 기원을 이해하고 더욱 나아가 다양한 지구물질의 압력에 의한 원자구조 변화와 그에 수반되는 전자구조 변화의 관계를 이해하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.

ZnO 수용액중에서 일산화탄소의 광화학적 거동 (Photochemical Behavior of Carbon Monoxide in Aqueous Suspension of ZnO)

  • 박철호;장우석;김용성;박형련
    • 대한화학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.213-219
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    • 2003
  • 일산화탄소가 포화된 수용액에 광촉매로서 산화아연을 용액 1 ml 당 0.4 mg의 양을 첨가한 다음, $25{\pm}0.1^{\circ}C$에서 253.7 nm의 자외선을 조사시켜 일산화탄소의 광화학적 변환반응을 연구하였다. 그 결과 일산화탄소가 포화된 수용액은 253.7 nm의 자외선에 의해 카르복실화반응과 카르보닐화반응이 진행되어 포름산, 옥살산, 글리옥실산, 포름알데하이드 및 글리옥살이 주로 생성되었다. 이들 화합물들의 생성은 용액의 pH값에 영향을 받았는데, 산성용액에서는 포름알데하이드와 글리옥살의 생성이 증가하였으나, 염기성용액에서는 오히려 감소하였다. 하지만 유기산의 경우에는 산성용액에서는 큰 변화가 없었으나, 포름산의 경우에는 11.5 이상의 pH에서 급격히 증가하였다. 반응의 결과 생성된 각 생성물들에 대한 초기양자수득율을 계산하였으며, 이들 결과로부터 산화아연이 포함된 일산화탄소 수용액의 광화학 반응에 대한 가능한 반응메카니즘을 제시하였다.

질산기의 친핵성 치환반응. 아세토니트릴용매에서 질산치환벤질류와 아닐린류와의 반응속도론 (The Nucleophilic Substitution Reactions of the Nitrate Group. The Kinetics of Substituted Benzyl Nitrates with Anilines in Acetonitrile)

  • 김왕기;손창국
    • 대한화학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.31-36
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    • 1989
  • 순수한 아세토니트릴용매에서 질산파라-치환 벤질과 파라-치환 아닐린간의 친핵성 치환반응에 대한 2차반응속도상수를 전기전도도법으로 구하여 Hammett ${\rho}$x와 ${\rho}$y값 및 Bronsted ${\beta}$값을 계산하였다. 이때 아닐린의 치환기 변화에 따르는 ${\rho}$x는 음의 값으로 주어졌으며 기질의 치환기에 따라서는 U자 모양의 비직선성 Hammett 도시가 얻어졌다. 포텐셜에너지표면 및 양자역학적 모형을 적용하여 치환기 변화에 따른 천이상태 구조의 변화를 고찰하여 본 결과 본 반응은 기질의 치환기의 성질에 따라 결합형성의 정도가 크게 변화하는 $S_{N}2$ 반응 메카니즘으로 진행함을 알 수 있었다.

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