در این پایان نامه ابتدا معادله حالت و کاربرد آن در محاسبه ضریب خود نفوذی بیان شد. سپس تئوری ضریب خود نفوذی و همچنین راه های محاسبه مورد بررسی قرار گرفت. روشی که در این رساله مورد بررسی قرار گرفته، روش کوهن تورنبل است که با استفاده از 13 معادله حالت مختلف ضریب خود نفوذی محاسبه گردید. سه گازی که در این کار مورد بررسی قرار گرفته گازهای آرگون، زنون و متان است.در ابتدا آلفا برابر با یک در نظر گرفته و ضریب خود نفوذی محاسبه گردید و میزان خطا اندازه گیری شد. در حالت دوم آلفا بااستفاده از نرم افزار سیگما پلات فیت شد و برای هر معادله حالت یک آلفای جدید محاسبه گردید و ضریب خودنفوذی با استفاده از این آلفای جدید محاسبه گردید و میزان خطا اندازه گیری شد. درمرحله سوم ضریب خودنفوذی با آلفای ثابت که برای آرگون 2/1وبرای متان 4/1است محاسبه شد و میزان خطا اندازه گیری شد در مرحله آخر ضریب خودنفوذی برای آرگون و متان با آلفای وابسته به دما محاسبه شدو میزان خطا اندازه گیری شد و بهترین حالت یعنی حالتی با کمترین خطا برای محاسبه ضریب خودنفوذی مشخص شد در مرحله آخر مقایسهای بین در صد خطاها انجام گرفت و در هر حالت بهترین معادله حالت برای محاسبه مشخص شد.

در این تحقیق ساختار و توزیع الکترونی نانوساختارهای مخروطی شکل (cnc)پس از جایگزینی اتم-های فلزی li، na، k، be، mg، غیر فلزی c، n، o و واسطه fe، cr و ni درون آنها مورد بررسی قرار گرفت. پس از بهینه سازی در سطح تئوری b3lyp/6-31g(d) معلوم شد که عناصر مذکور وابسته به شعاع اتمی خود در موقعیت های مختلفی نسبت به انتهای مخروط در درون نانوساختار قرار می-گیرند. تعیین ماهیت پیوند توسط تئوری اتم ها در ملکول ها نشان داد که ماهیت پیوند عناصر فلزی، بجز be، با نانومخروط از نوع واندروالسی بوده، درحالیکه تمام عناصر واسطه و be پیوند جزئی واندروالسی-جزئی کووالانسی با نانوساختار تشکیل می دهند. برای عناصر غیر فلزی هر دو حالت دیده می شود. ماهیت پیوندهای اتم cجزئی واندروالسی-جزئی کووالانسی بوده و اتم های n و o هم پیوند واندروالسی و هم جزئی واندروالسی-جزئی کووالانسی با نانوساختار تشکیل می دهند. بررسی انرژی پایداری ساختارهای جایگزین شده پس از بکارگیری تصحیحات bsse نشان می دهد که بیشترین پایداری زمانی است که اتم cr درون ساختار قرار می گیرد. بررسی دانسیته تغییر شکل یافته و مقدار بار جابجا شده با استفاده از برنامه ی محاسبه ی دانسیته ی الکترونی تغییر شکل یافته، نشان داد که بیشترین بار جابجا شده مربوط به عناصر واسطه و کمترین آن مربوط به عناصر فلزی می باشد. کمپلکس cr@cnc بیشترین مقدار بار جابجا شده را دارد. ممان دو قطبی کمپلکس های مذکور نیز در همان سطح تئوری محاسبه گردید. افزایش مقدار ممان دوقطبی این ساختارها نسبت به ‍cnc نشان می دهد که می توان از این ساختارها جهت برهم کنش با اتم ها، مولکول ها و یون های الکتریکی استفاده کرد و آنها را در صنایع داروئی به عنوان حاملین دارو بکار برد. بیشترین ممان دوقطبی هنگام قرار دادن اتم k درون ‍cnc و کمترین آن در هنگام جایگزینی اتم n حاصل می شود. با توجه به بیشتر بودن نتایج حاصل از شکاف انرژی نسبت به cnc این امر مشاهده می شود که جایگزینی عناصر ذکر شده خاصیت رسانایی نانوساختار را کاهش می دهد و می توان از ساختارهای جدید در سیستم هایی که به هدایت کمتری احتیاج دارند استفاده کرد.

در این تحقیق برای به دست آوردن معادله حالت گاز حقیقی از روش همبستگی استفاده شده است. این روش نسبت یه روش های تجربی دارای مزیت های فراوانی می باشد؛ چون در این روش می توان با به دست آوردن یک چندجمله ای ساده و با اجتناب از هزینه های زیاد و در کمترین زمان معادلات مربوطه را به دست آورد. در فصل اول در مورد گازهای حقیقی و معادلاتی که برای آنها موجود می باشند، مختصری توضیح داده شده است. در فصل دوم نگاهی اجمالی به معادلاتی که در گذشته با استفاده از روش همبستگی برای ضریب سوم ویریال ارائه شده اند و توضیحات مختصری در مورد هر کدام با توجه به سال انتشار آنها بیان شده است. در فصل سوم در مورد نحوه به دست آوردن معادلات مورد نیاز و نحوه استفاده از نرم افزارهای مورد استفاده مطالبی بیان شده است و در نهایت در فصل چهارم با استفاده از توابع جدید، ضریب سوم ویریال مواد خالص قطبی و غیرقطبی به دست آورده و با مقادیر تجربی مقایسه شده است. در ابتدا روی مواد غیرقطبی کار شده است و سپس مواد قطبی مورد بررسی قرار گرفته است.