• 한국응용곤충학회지
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• 제24권4호
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• pp.231-238
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• 1986

대표적인 유기인계 살충성 0,0-diethylphenylphosphate 유도체의 양자 약리학적 특성에 대한 이해를 도모하기 위하여 EHT와 CNDO/2분자궤도 함수 계산방법으로 0,0-diethylphenylphosphate 분자의 형태와 에너지성분 및 반응성을 검토하였다. 형태이성체들에 대한 전체에너지($E_r$)와 쌍극자 능율값(${\mu}$)을 계산한 바, ${\theta}=0^{\circ}$보다 ${\theta}=90^{\circ}$인 형태가 ${\mu}=2.4D$와 $E_r=181.5(EHT)$ 및 $E_r=154.8kcal/mol(CNDO/2)$만큼 작은 값을 나타낼뿐만 아니라, steric factor도 작아지므로 ${\theta}=90^{\circ}$형태가 가장 알짜 안정화된 형태이었으며 ${\theta}=90^{\circ}$형태에 대한 HOMO, LUMO에너지, 알짜 전하, overlap population, AO계수 등을 계산하였다. Hammett식에 적용하며 치환기 효과를 검토한 결과, 전자를 끄는 치환기에 의하여 P원자의 양하전이 증가하는 coulomb term 효과와 LUMO에너지가 낮아지는 frontier orbital term 효과가 같은 경향으로 이루어저 charge-control-led reaction과 orbital-controlled reaction이 일어나는 $SN_2$형의 반응성을 갖는다는 사실을 알았다.

• 통합자연과학논문집
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• 제3권4호
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• pp.226-230
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• 2010

Calculation of partial charge is important in chemistry. However, because there are many methods developed, it is of considerable interest to know how to calculate and apply properly to address various chemical problems. For basis set, usually double zeta quality is acceptable, and double zeta polarization function would be enough for most cases. To describe electronic state more accurately, Many electron configurations would be necessary to describe highly strained or anionic species. The NPA population introduced new concept about amide bonds, i.e., the planar geometry of nitrogen atom may not come from resonance, but from the lowering of p-orbital energy by electronegative carbonyl carbon atom. The issues for hypervalent atomic charges was also addressed by various charge derivation scheme. When the charge schemes were applied to organolithium compounds, the ionic nature of boding was revealed. This comes from the fact that previous Mulliken partial atomic charges overemphasized the covalent character, wihout much justification. The other partial charge derivation schemes such as NPA(natural population analysis), IPP (Integrated Projected Population) showed that much more ionic picture. ESP potential derived charges are generally believed to be suitable to describe intermolecular interactions, therefore they are used for molecular dynamics simulations and CoMFA (comparative molecular field analysis). The charge derivation schemes using multipole polarization was mainly applied to reproduce experimental infrared spectroscopy. In some reports these schemes are also suitable for intermecular electrostatic interactions. Charges derived from electron density gradient have shown the some bonds are not straight, but actually bent. The proper choice of charge-calculation method along with suitable level of theory and basis set are briefly discussed.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.40-47
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• 2015

본 연구에서는 일치환된 방향족 화합물의 $NO_2{^+}$ 치환반응에서의 반응성 (reactivity)과 지향성 (regioselectivity)에 대해 분석하였다. 기존의 연구에 따르면, 방향족 고리와 치환체 사이의 ${\sigma}$ 결합을 통한 유발효과와 ${\pi}$ 결합을 통한 공명효과로 인해 벤젠 고리의 전자 분포가 증가하게 되면 반응성이 증가하는 것으로 알려져 있다. 또한 반응중간생성물인 탄소양이온의 안정성을 통해 지향성을 확인할 수 있는 것으로 알려진 바가 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 반응성과 지향성이 실험적으로 잘 알려진 7가지의 치환기 (OH, $OCH_3$, $CH_3$, Cl, COOH, CN, $NO_2$)를 선정하여 DFT functional인 B3LYP를 사용하여 natural bond orbital (NBO) 계산을 하였고, 각각의 일치환된 벤젠 고리가 갖는 전자 분포를 ${\sigma}$와 ${\pi}$ 전자로 나누어서 보기로 했다. 그 결과, 일치환된 방향족 고리 치환반응의 반응성과 지향성은 ${\sigma}$ 결합을 통한 유발효과에 의해서는 영향을 받지 않고, 공명 효과로 인한 반응물의 ${\pi}$ 전자 분포에 의해 결정되는 것을 확인할 수 있었다. 이외에도 반응성을 비교 하기 위해 친핵체로 작용하는 일치환된 방향족 고리의 highest occupied molecular orbital(HOMO) 에너지와 친전자체인 $NO_2{^+}$의 lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) 에너지의 차이를 비교하였으며, 친핵체의 HOMO 에너지가 높을수록 반응성이 커짐을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-4
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• 1970

The methyl group does not possess an unshared pair of electrons. But F.A. Matsen has introduced the concept of the methyl group as a Pseudo-heteroatom which contributes a pair of electrons to ${\pi}$ system. In this heteroatom model, A. Streitwieser et al have assumed that the electrons in a methyl group behave to their approximation as a single electron pair on a single atom. But the theoretical basis on the heteroatom model hyper-conjugation has not studied yet. In this paper, Linear combination of Bond orbital and group theory is used to investigate the theoretical basis for it.

• 한국염색가공학회지
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• 제27권4호
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• pp.270-274
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• 2015

Molecules always show broad absorption band envelopes, and this results from the vibrational properties of bonds. The width of an absorption band can have an important influence on the color of a dye. A narrow band imparts a bright, spectrally pure color to the dye, whereas a broad band can give the same hue, but with a much duller appearance. Typically, half-band widths of cyanine dyes are about 25nm compared to value of over 50nm for typical merocyanine dyes. Thus, cyanine dyes are exceptionally bright. The factors influencing the width of an absorption band can be understood with reference to the Morse curves. The width of the absorption band depends on how closely the bond order of the molecules in the first excited state resembles that in the ground state. We have quantitatively evaluated the "molecular structure-absorption band shape" relationship of dye molecules by means of Pariser-Parr-Pople Molecular Orbital Method(PPP-MO).

• Current Optics and Photonics
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• 제1권4호
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• pp.402-411
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• 2017

Combined LIBS-Raman spectroscopy has been widely studied, due to its complementary capabilities as an elemental analyzer that can acquire signals of atoms, ions, and molecules. In this study, the classification of polymorphs was performed by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) to overcome the limitation in molecular analysis; the results were verified by Raman spectroscopy. LIBS signals of the $CaCO_3$ polymorphs calcite and aragonite, and $CaSO_4{\cdot}2H_2O$ (gypsum) and $CaSO_4$ (anhydrite), were acquired using a Nd:YAG laser (532 nm, 6 ns). While the molecular study was performed using Raman spectroscopy, LIBS could also provide sufficient key data for classifying samples containing different molecular densities and structures, using the peculiar signal ratio of $5s{\rightarrow}4p$ for the orbital transition of two polymorphs that contain Ca. The basic principle was analyzed by electronic motion in plasma and electronic transition in atoms or ions. The key factors for the classification of polymorphs were the different electron quantities in the unit-cell volume of each sample, and the selection rule in electric-dipole transitions. The present work has extended the capabilities of LIBS in molecular analysis, as well as in atomic and ionic analysis.

• 대한환경공학회지
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• 제36권6호
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• pp.442-450
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• 2014

본 연구에서는 상수원에서 문제시 되고 있는 미량오염물질의 처리에 대한 연구를 하기 위해선 많은 시간과 비용이 소요되는데, 이를 절감하기 위한 대안으로 양자화학적 기반의 범밀도함수이론(Density Functional Theory, DFT)을 활용하여 물질간의 상호 반응성 및 분해과정을 해석하였다. 본 연구에서 다루고 있는 물질은, 최근 낙동강 수계에서 빈번히 검출되고 있는 Sulfonamide 물질 3종(sulfamethazine, sulfathiazole, sulfamethoxazol)을 선정하였으며, 이론적인 연구로는 DFT모델링, 실험적 연구로는 UV-VIS 및 FT-IR 등의 분광분석을 하여 비교 및 검증을 하였다. DFT모델링을 실시한 결과 Sulfonamide물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)와 오존의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 사이에서 반응이 가장 유리하며, Sulfonamide 물질의 HOMO를 가시화 한 결과 Sulfanilamide기에서 전자밀도가 높게 나타나므로 Sulfanilamide기에서 반응이 활발할 것이라 예측되었다. UV-VIS 실험결과 260 nm에서 Sulfanilamide기가 검출되었으며, 오존산화시 검출된 Sulfanilamide기가 빠르게 사라짐을 알 수 있었다. FT-IR분석결과로써 Sulfanilamide기에서도 그 한 부분인 아민기(N-H)에서 가장 활발한 제거반응이 일어남을 알 수 있었으며 이러한 결과로부터 DFT모델링 방법을 통해서 정수처리 공정에 대해서 반응을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.142.2-142.2
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• 2016

The metal intercalation to an organic semiconductor is of importance since the charge transfer between a metal and an organic semiconductor can induce the highly enhanced conductivity for achieving efficient organic electronic devices. In this regard, the changes of the electronic structure of copper phthalocyanine (CuPc) caused by the intercalation of potassium are studied by ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS) and density functional theory (DFT) calculations. Potassium intercalation leads to the appearance of an intercalation-induced peak between the highest molecular occupied orbital (HOMO) and the lowest molecular unoccupied orbital (LUMO) in the valence-band spectra obtained using UPS. The DFT calculations show that the new gap state is attributed to filling the LUMO+1, unlike a common belief of filling the LUMO. However, the LUMO+1 is not conductive because the ${\pi}$-conjugated macrocyclic isoindole rings on the molecule do not make a contribution to the LUMO+1. This is the origin of a metal-insulator transition through heavily potassium doped CuPc.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 합동춘계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.181-182
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• 2008

고 효율의 유기 발광 소자 개발을 위해 무엇보다 발광 소자의 각층의 에너지 대 구조를 고려한 구조 개선과 새로운 유기물질 합성을 통해 구동전압을 낮춤으로써 전력효율을 높이고, 소모 전력을 낮추며, 수명을 증가시킬 수 있어, 많은 연구자들이 유기 발광 소자의 효율을 향상시키기 위해 다양한 노력들을 시도하고 있다. 본 연구에서는 고 효율화를 위한 방법으로 유기 발광 소자에 있어서 전자주입에 필요한 전압을 낮추고 전자 주입을 촉진시키기 위하여 발광물질의 LUMO(LOWEST UNOCCUPIED MOLECULAR ORBITAL) 준위와 음극 금속의 페르미 준위를 고려하여 전자 주입시 전위 장벽을 낮출 수 있는 에너지 대 구조를 가진 전자 주입 층을 검토하였고, 정공 주입을 촉진시키기 위하여 양극 금속의 페르미 에너지 준위와 발광 층의 HOMO(HIGHEST OCCUPIED MOLECULAR ORBITAL) 준위를 고려하여 정공 주입시 전위장벽을 낮출 수 있는 적절한 에너지 대 구조를 가진 정공 주입 층에 대하여 고찰하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-5
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• 2010

HOMO(the highest occupied molecular orbital) and LUMO(the lowest unoccupied molecular orbital) of four recalcitrant polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were calculated by MOPAC program(CaChe Co). The previous papers which reported experimental results about radical reaction of PAHs were reviewed. The reported radical reaction positions of four PAHs corresponded with predicted positions in which ${\Delta}E$(HOMO-LUMO) was high. From these results, it appears that determining the ${\Delta}E$(HOMO-LUMO) of a PAH is a promising method for predicting the radical reaction position.