بررسی پیوند هیدروژنی بین فنول و بازهای آلی به روش مکانیک کوانتوم

امروزه مکانیک کوانتوم به خاطر پیشرفت در نرم افزار کامپیوتری از حالت نظری به کاربردی تبدیل شده است. این شاخه نسبتا جدید شیمی و فیزیک قادر به پیش بینی اکثر کمیت های ترموشیمی می باشد. همچنین با ترکیب محاسبات کوانتومی و شبیه سازی امکان بررسی خواص شیمی-فیزیکی توده های مولکولی امکان پذیر می باشد. اخیرا بررسی های جالبی روی برخی سیستمها به صورت نظری صورت گرفته است. متاسفانه به دلیل محدودیت در منابع کامپیوتری در دسترس هنوز شرایطی به وجود نیامده که بتوان این بررسی ها را برای هر سیستم دلخواه انجام داد و پژوهشها فقط محدود به مولکولهای کوچک است در این کار پژوهشی یکی از برهمکنشهای مهم در شیمی یعنی پیوند هیدروژنی بررسی شده است به خاطر پرهیز از محاسبات زیاد سیستم ها در فاز گازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. سیسم مورد انتخاب سیستم اسید ثابت فنل-باز می باشد. بازها شامل مشتقات اتری مشتقات پیریدینی و مشتقات کربونیلی می باشد. هنگام تشکیل این پیوند فرکانسهای پیوندهای درگیر در پیوند هیدروژنی به اعداد موج بالا و پایین بسته به نوع این فرکانسها جا به جا می شود. به عنوان مثال فرکانس کششی oh فنل در پیوند هیدروژنی به اعداد موج کمتر و فرکانس خمشی آن به اعداد موج بالاتر جا به جا می شود. طبق نظریه باگر-بویر این جا به جایی با کمیتهای ترمودینامیکی ارتباط خطی خواهد داشت. به همین منظور بوسیله انتخاب دو سطح نظری یعنی hf و dft در مرحله اول مولکولها بهینه شدند و در مرحله بعد محاسبات فرکانس انجام شد تا میزان جابه جایی فرکانسها تعیین شود. سپس ارتباط این جا به جایی فرکانس با مقادیر ترمودینامیکی از قبیل آنتالپی و پروتون خواهی به صورت نظری بررسی شده و با مقادیر تجربی در فاز حلال تترا کلرید کربن مقایسه شد. نتایج نشان می دهد بازهایی که دارای دو جایگاه فعال برای شرکت در پیوند هیدروژنی دارند انحراف قابل توجهی از ارتباط خطی در منحنی های ارتباط از خود نشان می دهند. دلیل این انحراف پخش بار نزدیک آنهاست که باعث کاهش قدرت پیوند می شود همچنین پژوهش های ما نشان می دهد که بررسی های تیوری قادر به پیشگویوی ارتباط های باگر –بویر نیز هست.