چکیده: در قسمت اول، واکنش نوآرایی چاپمن مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در این قسمت با استفاده از روش hf و مجموعه پایه های 6-31g** و 6-31++g** و روش b3lyp و مجموعه پایه 6-31g** مواد اولیه و محصولات برای پانزده واکنش مختلف چاپمن بهینه شدند. برای تعیین جهت واکنش توصیف گرهای واکنش پذیری نظیر انرژی تصحیح شده ی نقطه ی صفر، سختی، قطبش پذیری و الکتروفیلیسیته برای مواد اولیه و محصولات واکنش ها محاسبه گردید. در مورد این واکنش mhp حساسیت زیادی به روش استفاده شده نشان نمی دهد، با استفاده از روش hf و مجموعه پایه های 6-31g** و 6-31++g** و هر دو تقریب جاناک و تفاضل متناهی این اصل تنها در یک واکنش نقض می شود و با استفاده از روش b3lyp/6-31g** در تمام موارد به درستی جهت واکنش را پیش بینی می کند ولی، mep و تا حدودی mpp به روش محاسبه حساس بوده، به طوری که با استفاده از روش hf، mep تقریبا به طور کامل نقض می شود و mpp در تمام موارد تأیید می شود؛ با تغییر روش و استفاده از b3lyp و همان مجموعه پایه واکنش ها به طور کامل از mep پیروی می کردند، در حالی که mpp در دو مورد نقض شد. محاسبات نشان می دهد که اصل بیشترین سختی و کمترین قطبش پذیری بسیار مناسب تر از سایر توصیف گرها جهت واکنش را با تمام روش ها و مجموعه پایه ها پیش بینی می کنند. در قسمت دوم، برهم کنش کاتیون های یک بار مثبت li+، na+ و k+ و همچنین کاتیون های دو بار مثبت be2+، mg2+ و ca2+ با باز های تک حلقه ای تشکیل دهنده ی dna و rna (پیریمیدین ها) که شامل سیتوزین (c)، تایمین (t) و یوراسیل (u) هستند، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور با استفاده از روش های hf/6-31++g**، b3lyp/6-31++g** و mp2/6-31++g** انرژی برهم کنش یون ها با حلقه، بار مولیکن روی یون ها، فاصله تعادلی یون تا مرکز حلقه، همچنین انرژی های پاشیدگی و همبستگی محاسبه شد تغییرات آروماتیسیته بعد از کمپلکس شدن با محاسبه ی nics(0)، nics(1) و ?nics=nics(complex)-nics(isolated ring) بررسی شد. برهم کنش برای تمام کاتیون ها و روش ها به صورت به دست آمد که با فاصله یون تا مرکز حلقه رابطه مستقیم دارد، همچنین میزان این برهم کنش برای باز ها و کاتیون های مختلف به صورت c > t > u به دست آمد. روند به دست آمده برای افزایش انرژی های برهم کنش و فاصله ی تعادلی با نتیجه ی مورد انتظار تطابق خوبی دارد که این نکته نیز حاکی از اعتبار نتایج به دست آمده است. مطالعه حاضر نشان می دهد برهم کنش های کاتیون - ?، برهم کنش-هایی بسیار با اهمیت و قوی هستند. این بررسی می تواند پایه ای برای تحقیقات آزمایشگاهی در این زمینه باشد.

پودر سیلیکا به روش سل-ژل تهیه می شود. درسنتز تحت شرایط بهینه از کاتالیزور hcl استفاده می شود. مشخصات این ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنجی مادون قرمز (ir) قبل و بعد از فرآیند جذب مشخص می گردد. در این کار تحقیقاتی هدف مطالعه توانایی سیلیکا برای برداشتن یون نقره از محلول آبی آن است. در این هدف پیشنهاد می شود که آزمایشهای جذب به روش batch انجام شود. همچنین اثر متغیرهای مختلف در این فرآیند جذب مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج مربوط به ایزوترم های تجربی با استفاده از معادله لانگمیر، فرندلیش و تمکین بررسی می شود. ماکزیمم ظرفیت جذب 8495/8 میلی گرم به ازای هر گرم سیلیکاست. در مطالعه سینتیکی دو مدل شبه-مرتبه-اول و شبه-مرتبه-دوم تست می شود که مدل سینتیکی شبه-مرتبه-دوم مطابقت بیشتری را نشان می دهد. همچنین متغیرهای ترمودینامیکی شامل آنتالپی استاندارد (°?h)، آنتروپی استاندارد (°?s) و انرژی آزاد گیبس (°?g) محاسبه می شود. این متغیرها نشان می دهد که جذب نقره به صورت خودبه خودی و گرمازاست.

در این تحقیق نانوذرات آلومینا به روش سل-ژل سنتز شد. بررسی توپوگرافی و ریز ساختار نمونه توسط میکروسکوپ پروبی روبشی (sem) و اندازه گیری اندازه ذرات توسط تفرق اشعه ایکس (xrd) انجام شد. جذب سطحی یون نیکل و استیک اسید بر روی نانوذرات آلومینای سنتزی بررسی شده است. برازش تجربی جذب سطحی با استفاده از سه مدل جذبی لانگمویر، فرندلیش و تمکین انجام شد و سپس متغیرهای ترمودینامیکی شامل: انرژی آزاد گیبس استاندارد(?g?)، تغیرات آنتالپی استاندارد (?h?) و تغییرات آنترپی استاندارد (?s?) تخمین زده شد.

در قسمت اول، خاصیت آروماتیسیته در مولکول های حلقوی نه عضوی دارای یک اتم هترو (هتروناین ها) از دیدگاه نظری توسط شاخص های جابه جایی شیمیایی غیر وابسته ی هسته (nics)، سرعت nics، انرژی پایداری ایزومریزاسیون (ise)، سختی نسبی (??) و الکتروفیلیسیته ی نسبی (??) مورد بررسی قرار گرفت. ساختار مولکول ها توسط روش های hf/6-31g** و b3lyp/6-31g** بهینه شدند. nics با روش hf/6-31g** محاسبه شد. در روش سرعت nics خصلت آروماتیسیته ی یک مولکول به وسیله ی شکل منحنی سرعت nics بر حسب فاصله ی مربوطه مشخص می شود. منحنی سرعت nics در مولکول های آروماتیک یک ماکزیمم و در مولکول های غیرآروماتیک هر دو ماکزیمم و مینیمم را نشان می دهد. از میان شاخص های انرژی پایداری ایزومریزاسیون، سختی نسبی و الکتروفیلیسته نسبی، نتایج حاصل از بررسی انرژی پایداری ایزومریزاسیون با استفاده از روش b3lyp/6-31g** و همچنین نتایج حاصل از سختی نسبی با استفاده از همین روش و تقریب جاناک با نتایجی که از طریق مطالعه ی nics(0) و منحنی سرعت nics به دست آمد، همخوانی بیشتری دارد. در قسمت دوم، نوآرایی اسمایز مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. مواد اولیه و محصولات توسط روش های hf/6-31g** و b3lyp/6-31g** بهینه شدند. پایداری محصولات نسبت به مواد اولیه توسط اصول متداول در مکانیک کوانتومی مانند اصل ماکزیمم سختی (mhp)، اصل مینیمم قطبش پذیری (mpp) و اصل مینیمم اکتروفیلسیته (mep) مقایسه می شوند. با استفاده از روش های hf/6-31g** و b3lyp/6-31g** و تقریب جاناک، mhp در دو واکنش نقض می شود و زمانی که از همین روش ها و تقریب سهمی استفاده می شود به ترتیب شش و سه مورد نقض مشاهده می شود. اصل مینیمم قطبش پذیری mpp)) با استفاده از روش hf/6-31g** در شش واکنش و با استفاده از روش b3lyp/6-31g** در هشت واکنش نقض می شود. وقتی که در روش b3lyp/6-31g** از هر کدام از دو تقریب جاناک یا سهمی استفاده شود، همه ی واکنش ها پیروی از mep را نشان می دهند. در حالی که وقتی در روش hf از تقریب جاناک استفاده می شود تنها یک مورد نقض و هنگام استفاده از تقریب سهمی سه مورد نقض مشاهده می شود. بنابراین، نتایج نشان می دهند که شاخص الکتروفیلیسیته به طور موفق تری نسبت به سایر توصیف گرها می تواند به طور صحیح جهت واکنش را پیش بینی کند.

در ابتدا تعدادی نظریه ی مکانیک کوانتومی و اصول مربوط به آن ها مانند اصل ماکزیمم سختی و اصل مینیمم الکتروفیلیسیته، همچنین اندیس nics، سرعت-nics و انرژی پایداری ایزومری به عنوان معیاری برای آروماتیسیته توضیح داده شده اند. در قسمت دوم، در ابتدا با استفاده از اصول های مکانیک کوانتومی نام برده در بالا، آروماتیسیته ی 63 مولکول بور-نیتروژن-جایگزین شده بررسی شد. نشان داده شد که حلقه های مزدوج حاوی پیوند بور-نیتروژن آروماتیسیته/ضدآروماتیسیته کمتری در مقایسه با هیدروکربن های مشابه خود نشان می دهند. این ممکن است به دلیل کاهش در جریان حلقه ای الکترون های? که ناشی از اختلاف الکترونگاتیویتیه ی بین بور و نیتروژن است، باشد. هر دو مقادیر اندیس nics و منحنی های سرعت-nics همچنین الکتروفیلیسیته ای که از منحنی شبه مورس به دست می آید، این کاهش در رفتار آروماتیسیته ی مولکول های مورد نظر را با موفقیت نشان می دهند. در تعدادی از مولکول ها منحنی سرعت-nics هر دو مینیمم و ماکزیمم را نشان می دهد. مقادیر nrr به دست آمده برای این مولکول ها نیز، خصلت آروماتیسیته ی مولکول های فوق را با موفقیت پیش بینی می کند. در قسمت آخر با به کارگیری روش های مختلف، یک سری از محاسبات برای کمپلکس های یون تیوسیانات با فلزات واسطه ی گروه 11 (cu, ag, au) و 12 (zn, cd, hg) انجام شده است. به طور کلی برای تمامی کمپلکس های مورد بررسی، انرژی پیوند تحصیح شده از خطای برهم نهی مجموعه پایه و الکتروفیلیسیته ی به دست آمده از تقریب سهمی برای پیش بینی ایزومری اتصال قابل اطمینان تر از سایر کمیت های محاسبه شده، به دست آمده است. همچنین پیش بینی در روش b3lyp در توافق بیشتری با رفتار اسید/باز فلزات واسطه فوق در مقایسه ی با روش hf به دست آمده است. انرژی پیوند و الکتروفیلیسیته ی سهمی همچنن ارجحیت ایزومری اتصال را با روند mn2 > mns > ms2 برای کمپلکس های دو کئوردینیه ی فلزا واسطه ی گروه 11 و 12 در روش b3lyp پیش بینی می کنند.

در قسمت اول آروماتیسیته خوشه های(xal4-(x=li, na ,k, cu و x2al4 در دو فرم هرمی و مسطح بررسی شده است. این مولکول ها با روش*mp2/6-311+g بهینه شده و مقادیر nics مربوطه با استفاده از روش های *b3lyp/6-311+g و *hf/6-311+g محاسبه شده است. سپس مقادیر nics و سرعتnics در برابر فواصل مربوطه رسم شده اند. مشاهده می شود که هر دو شاخص روند مشابهی را نشان می-دهند. در کمپلکس های هرمی با افزایش فاصله کاتیون از حلقه al4-2، مقادیر nics و آروماتیسیته افزایش می-یابد. بنابراین -kal4 آروماتیک ترین و -cual4 دارای کمترین آروماتیسیته در میان کمپلکس های هرمی اند؛ که به دلیل برهمکنش ابر الکترونی کاتیون و جریان حلقه? در al4-2 به طور شگفت آوری مشاهده می شود که کمپلکس های مسطح برعکس رفتار می کنند. یعنی -kal4 دارای کمترین آروماتیسیته و -cual4 آروماتیک ترین ترکیب در میان کمپلکس های مسطح اند. این امر به دلیل برهمکنش بین ابر الکترونی کاتیون و الکترون های ناپیوندی حلقه al4-2 و آزاد شدن جریان حلقه الکترون های ? می باشد.در نهایت در کمپلکس های x2al4 رقابتی میان دو رفتار ذکر شده، مشاهده می شود. برخی تحلیل های توپولوژیکی نیز برروی ملکول های مذکور انجام شده است. در قسمت دوم، چهار کمپلکس با ساختارهای پایدار مختلف (s)، که شامل ایزوسیانیک اسید با آب (s=13)، دیمر گلی اُکسال (s=8)، رادیکال هیدرو پروکسیل با تری اکسید دی هیدروژن (s=6) و اوزون و نیتروزیل هیدرید (s=4) می باشند، با بررسی های تئوری اطلاعات مورد مطالعه قرار گرفته اند. هر دو آنتروپی شانون و اطلاعات فیشر بدست آمده برای این ملکول ها با انرژی های بستگی مربوطه (محاسبه شده با روش های mp2 و m05-2x) همبستگی دارند و در بیشتر حالت ها شاخص شانون همبستگی بهتری از اطلاعات فیشر نشان می دهد. اگرچه با حذف نقاط دارای بیشترین انحراف از این نمودارها، که مربوط به ساختارهای نامطئن می باشد، ضریب همبستگی برای نمودارهای اطلاعات فیشر به طور قابل توجهی بهبود می یابد، مقادیر مربوط به نمودارهای آنتروپی شانون تغییر زیادی نمی کند. بنابراین به نظر می رسد که اطلاعات فیشر نسبت به ساختارهای نامطمئن حساس تر از آنتروپی شانون بوده، و در پیش بینی ساختارهای قابل اطمینان موفق است.

در قسمت اول، براساس کمیات متداول در شیمی کوانتومی مانند انرژی پایداری ایزومریزاسیون (ise)، قطبش پذیری نسبی، سختی نسبی، الکتروفیلیسیته نسبی با استفاده از روش hf با مجموعه پایه های 6-31**g و 6-311++g** و روش b3lyp با مجموعه پایه 6-31**g و تقریب های جاناک، سهمی و تابع مورس پایداری تعدادی از ترکیبات هتروپنتالن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که برای تمامی مولکول های مورد بررسی، الکتروفیلیسیته به دست آمده از تقریب مورس با استفاده از روش b3lyp/6-31g** برای نشان دادن پایداری و آروماتیسیته ی مولکول های هتروپنتالن موفق تر عمل می کند. در قسمت دوم با استفاده از روش های hf و b3lyp و مجموعه پایه ی 6-31**g و تقریب های جاناک و سهمی، پایداری مواد اولیه و محصولات نوآرایی دامروت با استفاده از بعضی اصول آن مثل اصل ماکزیمم سختی، اصل مینیمم قطبش پذیری، اصل مینیمم الکتروفیلیسیتی و انرژی مقایسه می شوند که بر اساس این اصول ماده پایدارتر دارای سختی بیشتر، قطبش پذیری، الکتروفیلیسیته و انرژی کمتری می باشند. نتایج به دست آمده برای کمیات مورد نظر (?، ?، ? و e) با استفاده از تقریب جاناک و روش b3lyp/6-31g** در 20 واکنش نوآرایی دامروت انتخاب شده، نشان می دهند که اصل مینیمم الکتروفیلیسیتی نسبت به سه اصل دیگر به شکل موفق تری جهت این نوآرایی را پیش بینی می کند.

در قسمت اول، رابطه ی بین انرژی همبستگی و سختی مطلق در سیستم های اتمی مورد بررسی قرار گرفته است. برای 315 گونه ی اتمی در هر دو فرم خنثی و باردار، سختی مطلق با استفاده از روش دقیق و شناخته شده ی g2 و تئوری کوپمن، محاسبه گردید. بررسی منحنی های انرژی همبستگی بر حسب سختی مطلق محاسبه شده، نشان می دهد که برای برخی سری های هم الکترونی (n=4,5,6,12-18) منحنی ها خطی و برای برخی دیگر (n=2,3,7-11) منحنی ها لگاریتمی می باشند. بر همین اساس معادله-ی تجربی زیر برای محاسبه ی انرژی همبستگی با استفاده از سختی مطلق محاسبه شده (?) پیشنهاد شد: که مقدار متغیر های تنظیم پذیر برای هر سری هم الکترونی با استفاده از یک برازش ساده قابل محاسبه هستند. معادله ی پیشنهاد شده هر دو رابطه ی خطی و لگاریتمی بین انرژی همبستگی و سختی مطلق را نشان می دهد. در بخش دوم، رابطه ی بین انرژی اتصال با انتروپی شانون و اطلاعات فیشر مطالعه شد. انرژی اتصال برای 36 کمپلکس تشکیل شده از یک حلقه ی کربنی ( بنزن، 1، 3، 5- تری فلوئورو بنزن، 1، 3، 5- تری آمینو بنزن و آنیون سیکلو پنتادی ان) و کاتیون های li+، na+، k+، be2+، mg2+، ca2+، b3+، al3+و ga3+ با استفاده از دو روش hf و b3lyp و مجموعه پایه ی 6-31g**، محاسبه گردید. برای کلیه ی سیستم های بهینه شده، نقاط بحرانی پیوندی موجود بین حلقه و کاتیون مشخص شد. مقادیر انتروپی شانون و اطلاعات فیشر سیستم ها با استفاده از چگالی الکترونی و لاپلاسین چگالی الکترونی به دست آمده در نقاط بحرانی، محاسبه گردید. بررسی منحنی های انتروپی شانون بر حسب انرژی اتصال نشان می-دهد برای کمپلکس های تشکیل شده از یک حلقه ی یکسان و کاتیون های هم ردیف، رابطه ی انتروپی شانون و انرژی اتصال تقریباً خطی و رابطه ی اطلاعات فیشر و انرژی اتصال غیرخطی است. از سوی دیگر برای کمپلکس های تشکیل شده از یک حلقه ی یکسان و کاتیون های هم گروه، رابطه ی انتروپی شانون و انرژی اتصال و رابطه ی اطلاعات فیشر و انرژی اتصال، هر دو خطی است.

نانو ذرات zno به روش سل-ژل تهیه شد. جاذب جامد توسط طیف بینی ریزقرمز تبدیل فوریه (ftir)، پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مشخصه یابی شد. در این تحقیق از نانو ذرات zno برای حذف یون های سرب (ii) و بیسموت (iii) از محلول آبی استفاده شده است. برای این هدف، آزمایشات جذب سطحی برای حذف این یون ها از جامد به روش مستقیم (بچ) انجام شد. اثر دما، غلظت اولیه یون فلزی، مقدار جاذب و زمان تماس مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از همدماهای لانگمویر، فرندلیچ، تمکین و d-r داده های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. از طریق محاسبه و مقایسه ضریب همبستگی برای هر همدما، مشخص شد همدمای فرندلیچ برای یون سرب (ii) و همدمای لانگمویر برای بیسموت (iii) بهترین تطابق با داده های تجربی را دارند. همچنین متغییر های ترمودینامیکی از جمله انتالپی استاندارد (??h?^0)، انتروپی استاندارد (??s?^0) و انرژی آزاد استانداردگیبس (??g?^0) محاسبه شد. جذب سطحی برای یون سرب (ii) ماهیت فیزیکی و خود به خودی را نشان می دهد.

در قسمت اول این کار تحقیقاتی، به معرفی یک شاخص جدید که شانون-فوکویی نامیده می شود پرداخته می گردد. این شاخص با جایگذاری تابع فوکویی(f)، که در ارتباط با بار اتم هاست، با تابع توزیع احتمال (pi) در معادله انتروپی شانون(s=-?_i?p_i lnp_i) به دست می آید.به نظر می رسد که محتوای اطلاعاتی این شاخص در ارتباط با قدرت پیوند باشد.جهت تست شاخص جدید معرفی شده، قطبیت ترکیبات mx کهدرآن هاli, na, k, be, ca, mg=mو brوf,cl=x می باشد مورد بررسی قرار گرفت. جهت این منظور کمیت شانون-فوکویی ترکیبات مورد نظر با روش های مختلف محاسباتی شامل,ccsd,hfmp2,ccsd(t)و b3lyp بامجموعه پایه های6-31g** ,6-31++g**و6-311++g**و با استفاده از سه نوع تحلیل جمعیتی متفاوت (مولیکن، بار اوربیتالهای پیوندی طبیعی و بار هیرشفیلد) محاسبهگردید.نتایج بدست آمده نشان می دهند کهطرح تحلیل جمعیت هیرشفیلد، با استفاده از سطح محاسباتیb3lyp/6-311++g** در بررسی شاخص شانون-فوکویی این ترکیبات بهتر عمل می کند. در قسمت دوم با استفاده از تابع پتانسیل فضایی، یک تابع جدید بنام تابع پتانسیل فضایی صفر(zsp) معرفی می گردد.مقدار محاسبه شده این کمیت برای سری هیدریدها، فلوریدها و کلریدهای عناصر دوره ی اول جدول تناوبی رابطه ی خطی خوبی با الکترونگاتیویته الرد-راکه اتم مرکزی نشان می دهد.همچنین طرح های پتانسیل فضایی و پتانسیل فضایی صفر برای این ترکیبات رسم گردیده که نشان دهنده ساده تر بودن طرح های پتانسیل فضایی صفرنسبت به طرح های پتانسیل فضایی می باشد.این طرح ها جهت بررسی ماهیت پیوند ها در سیستم های شیمیایی می تواند مورد استفاده قرار گیرد.از آنجا که مشاهده گردید با افزایش الکترونگاتیویته ی اتم مرکزی در این سیستم ها، مقدار تابع پتانسیل صفر کل محاسبه شده برای مولکول نیز افزایش می یابد، پس به نظر می رسد این تابع جدید می تواند بعنوان معیاری از قدرت پیوندها در سیستم های شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.

در بخش اول بر اساس روش پایداری ایزومری و اصل کمینه ی الکتروفیلیستی، شاخصه الکتروفیلیستی نسبی ( ) به عنوان معیار جدید آروماتیسیتی معرفی وسپس شاخصه الکتروفیلیسیتی نسبی با استفاده از تقریب های سهمی ( )، جاناک ( ) و مدل شبه مورس ( ) برای ترکیبات هتروسیکل حلقوی پنج عضوی و ترکیبات پنتا و هپتا فولونی استخلاف دار محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که مقادیر محاسبه شده از معادله شبه مورس تطابق خطی بسیار خوبی با دیگر شاخصه-های آروماتیسیتی داشته و ترتیب آروماتیسیتی این ترکیبات با موفقیت بر اساس اصل کمینه ی الکتروفیلیسیتی پیش بینی می-گردد. بنابراین ادعا می گردد که مقادیرالکتروفیلیستی به دست آمده از تابع شبه مورس نسبت به مقادیر به دست آمده از دیگر روش های تقریبی قابل اطمینان تر هستند. در قسمت بعد بر اساس مفهوم انتروپی شانون در تئوری اطلاعات، یک شاخصه جدید برای تعیین آروماتیسیتی معرفی گردیده است. این شاخصه که بیانگر احتمال توزیع بار الکتریکی در بین اتم های یک حلقه می باشد، آروماتیسیتی شانون نامیده شده است. با استفاده از دو روش mp2 و b3lyp به همراه مجموعه پایه های مختلف، مقدار آروماتیسیتی شانون برای حلقه های هتروسیکل پنج عضوی (c4h4x) محاسبه گردیده است. میان مقادیر به دست آمده از روش sa و دیگر شاخصه های آروماتیسیتی نظیر ase، ? و nics(0) ارتباط خطی خوبی وجود دارد. بر اساس تطابق های خطی در محدوده 005/0 < sa < 003/0 مرز بین آروماتیکی و ضد آروماتیکی انتخاب شد. سپس سطح محاسباتی b3lyp/6-31+g** بعنوان سطح محاسباتی بهینه برای محاسبات بعدی انتخاب گردید. شاخصه آروماتیسیتی شانون برای تعدادی از ترکیبات بنزنی تک استخلافی محاسبه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بر اساس این محاسبات مشخص گردید که بهترین تطابق خطی میان شاخصه آروماتیسیتی شانون و ثابت استخلاف هامت در مقایسه با دیگر شاخصه ها وجود دارد. همچنین این شاخصه جدید در توصیف اثر استخلاف بر روی حلقه های ترایا، پنتا و هپتا فولونی بکار برده شد. این شاخصه به خوبی روند تغییرات میزان آروماتیسیتی را در این ترکیبات فولونی نشان می دهد. از طرفی دامنه تغییرات وسیع آروماتیسیتی این ترکیبات حاکی از حساسیت ساختار الکترونی ? این ترکیبات به استخلاف شدن می باشد. همچنین نشان داده شده است که بهترین ارتباط خطی برای این ترکیبات میان شاخصه sa و شاخصه ساختاری homa وجود دارد. شاخصه sa در ترکیبات غیربنزونوئیدی، پلی آسن های خطی و یا غیرخطی بکار برده شد و نتایج قابل قبولی حاصل گردید و نشان داده شد شاخصه ی sa برای تعیین آروماتیسیتی موضعی حلقه های هیدروکربنی پلی آروماتیک کاملاً مناسب است. در بخش دوم، نشان داده شده است که مقادیر سختی و الکتروفیلیسیتی به دست آمده از محاسبات dft برای الیگومرهای کوتاه زنجیر یک پلیمر هتروسیکل مزدوج به صورت معادله درجه دوم با همین مقادیر به دست آمده از روش نیمه تجربی مطابقت دارد. بنابراین مقادیر سختی و الکتروفیلیسیتی برای همه الیگومرها با استفاده از معادله های درجه دوم به دست آمده پیش بینی گردیده اند. سپس این مقادیر پیش بینی شده با استفاده از یک معادله نمایی به صورت برازش گردیده اند تا مقدار سختی و الکتروفیلیسیتی در حد بینهایت برای هر پلیمر به دست آید. مقادیر گاف نوار به دست آمده برای این پلیمرها در تطابق با نتایج تجربی می باشند. اما به نظر می رسد که به دلیل دامنه تغییرات وسیع مقادیر الکتروفیلیسیتی این کمیت در توصیف اثرات دوپه شدن مناسب تر از سختی باشند. در بخش سوم، برهمکنش میان مولکول فرمالدهید و انواع مختلف نانو ورقه های بور نیتریدی که شامل نانو ورقه بور نیتریدی خالص، دوپه شده با آلومینیوم، نقص دار با حفره ی بور یا نیتروژن، با استفاده از محاسبات dft مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که اگرچه مولکول فرمالدهید هیچ برهمکنش قابل توجهی با ورقه بور نیتریدی خالص ندارد، اما این مولکول بر روی ورقه بور نیتریدی دوپه شده با آلومینیوم و نقص دار با نیتروژن تمایل به جذب شیمیایی با انرژی جذب قابل توجه دارد. همچنین تئوری اتم ها در مولکول برای تجزیه و تحلیل این برهمکنش ها بکار برده شده است و انرژی های تغییر شکل و اتصال نیز بطور مجزا محاسبه شده اند. همچنین بر اساس طیف های dos به دست آمده مشخص می گردد که گاف نوار نانو ورقه ی با حفره ی نیتروژنی به طور موثری به مولکول فرمالدهید حساس است ولی چنین حساسیتی در مورد ورقه های دیگر مشاهده نگردید. بنابراین به نظر می رسدکه نانوورقه با حفره ی نیتروژنی می تواند یک کاندیدای امیدبخش برای آشکارسازی فرمالدهید باشد.

هدف از این کار تحقیقاتی، مطالعه توانایی ذرات خرد شده موی انسان در حذف یون های سرب (ii) و کبالت (ii) از محلول آبی آن ها می باشد. برای انجام آزمایش های جذب از روش مستقیم یا روش بچ استفاده شده است و اثر دما، غلظت اولیه یون فلزی، مقدار جاذب و زمان تماس مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از هم دماهای لانگمویر، فرندلیش، تمکین و d-r داده های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. از طریق محاسبه و مقایسه، ضریب همبستگی برای هر هم دما مشخص شد و هم دمای فرندلیش برای یون های سرب (ii) و کبالت (ii) بهترین تطابق را با داده های تجربی نشان دادند. در مطالعه سنتیکی چهار مدل سنتیکی مرتبه اول، شبه مرتبه اول، مرتبه دوم و شبه مرتبه دوم مورد بررسی قرار گرفت و متغیرهای ترمودینامیکی شامل انتالپی استاندارد (??h?^0)، انتروپی استاندارد (??s?^0) و انرژی آزاد استانداردگیبس (??g?^0) محاسبه شد. بررسی این متغیرها نشان می دهند که جذب سطحی یون های سرب (ii) و کبالت (ii) به طور خود به خودی و گرماده رخ می دهد و فرایند جذب با کاهش آنتروپی سیستم همراه است

در این تحقیق، کپسوله شدن و جذب داروهای ضدسرطان با پایه پلاتین مانند سیس پلاتین، اکسالی پلاتین، نداپلاتین و کارباپلاتین با استفاده از نظریه تابعیت چگالی بررسی شده است. محاسبات با استفاده از نرم افزار g03 انجام شده است. تقریب گرادیان تعمیم یافته، روش mpw1pw91و مجموعه پایه 6-31g(d) انتخاب گردید. نتایج نشان می دهد که اغلب انرژی های جذب محاسبه شده منفی می باشند که دلالت بر پایداری ساختارها دارد. قابل ذکر است که در سیستم cnt/cisplatin، حالتی که داروی سیس پلاتین از سمت گروه های آمینی، به صورت عمودی به سطح خارجی نانولوله کربنی نزدیک می شود، پایدارتر از حالتی است که از سمت گروه های کلری بر روی سطح خارجی نانولوله کربنی نزدیک می گردد. منفی ترین انرژی جذب ساختارهای بهینه شده، مربوط به داروی اکسالی پلاتین کپسوله شده درون نانولوله بورنیتریدی است. نتایج نشان می دهد که کپسوله کردن دارو درون نانولوله ها مناسب تر از قرار دادن آن ها بر روی سطح خارجی نانولوله های کربنی و بورنیتریدی می باشد. هم چنین محاسبات بیان گر این مطلب است که نانولوله کربنی، انتخاب بهتری برای کپسوله کردن داروی سیس پلاتین در مقایسه با نانولوله بورنیتریدی می باشد. در حالی که هر دو نانولوله برای کپسوله کردن داروی نداپلاتین مناسب هستند. بررسی های nbo بیان گر این امر است که شکاف انرژی در تمام کمپلکس های تشکیل شده، نسبت به نانولوله ها در حالت آزاد کاهش یافته است که این امر به معنای افزایش واکنش پذیری در سیستم ها می باشد. با بررسی بارهای جزیی، دیده شده که انتقال بار از دارو (برای نداپلاتین، اکسالی پلاتین و کارباپلاتین) به نانولوله اتفاق افتاده است. در حالی که برای داروی سیس پلاتین عکس آن است.

در تحقیق حاضر لیزر رنگی موجود در آزمایشگاه لیزر دانشگاه صنعتی اصفهان راه اندازی شد. برای راه اندازی لیزر در ناحیه مرئی از دو رنگ رودامین 6g و رودامین b استفاده شد. به منظور کالیبراسیون طول موج لیزر رنگی و کاهش خظای سیستم تکفام لیزر، با استفاده از طیف سنجی اپتوگالوانی به این امر پرداخته شد. سامانه ای متشکل از یک فتودیود و یک لامپ تخلیه الکتریکی تجاری طراحی و ساخته شد. این سامانه قابلیت کالیبراسیون لیزر را در ناحیه مرئی دارا میباشد به شکلی که همزمان با کارهای طیف سنجی میتوان با استفاده از این سامانه لیزر را کالیبره کرد. همچنین هشت گذار نئون در ناحیه 560-610 نانو متر ثبت شدند و طول موج مرکز این گذارها، با بررسی سیگنالها و محل خطوط مشاهده شده و نیز مقایسه با گذارهای مرجع نئون در این ناحیه دقیقا مشخص شدند.

در بخش اول با استفاده از تابع شبه-مورس به شکل انرژی الکترونی سیستم های کوانتومی بر حسب تعداد الکترون ها توصیف می شود. مشتق اول و دوم این تابع نسبت به تعداد الکترون ها یعنی به ترتیب پتانسیل شیمیایی الکترونی و سختی شیمیایی برای تعدادی اتم و مولکول انتخابی محاسبه می گردد. مقایسه ی مقادیر محاسبه شده برای کمیت های مذکور با نتایج تجربی متناظر نشان می دهد که تفاوت قابل توجهی بین این مقادیر وجود دارد که احتمالا ناشی از تقریب هایی است که در برآورد نتایج گزارش شده ی تجربی از آن ها استفاده می شود. به کمک مقادیر سختی شیمیایی تجربی و محاسباتی، اصل ماکزیمم سختی برای پیش بینی مسیر طبیعی تعدادی واکنش شیمیایی گرمازا به کار گرفته می شود. نتایج محاسبه نشان می دهد که احتمالا مدل پیش نهادی نتایج بهتری برای کمیت های پتانسیل شیمیایی الکترونی و سختی شیمیایی سیستم های اتمی و مولکولی پیش بینی می کند. در بخش دوم با الهام از معادله ی میکاییل-منتن در تغیرات سرعت واکنش آنزیم-سوبسترا بر حسب غلظت آنزیم، یک مدل تجربی چهار پارامتری انعطاف پذیر برای رابطه ی انرژی همبستگی الکترونی بر حسب عدد اتمی در سری های ایزوالکترون دو تا هیجده الکترونی پیشنهاد می شود. این مدل به سادگی و در عین حال بسیار موثر انرژی های همبستگی الکترونی را در هر دو گروه اتم های خنثی و یونی پیش بینی می کند. پارامتر های تنظیم پذیر در بعضی از این گروه های ایزوالکترون کاملا به همدیگر نزدیک هستند.

در این تحقیق جذب و جداسازی گازهای he و ar در حالت خالص و مخلوط آن ها بر روی نانولوله کربنی (10،10) و نانو لوله سیلیکونی (6،6) در چندین دما (زیر نقطه بحرانی و بالای نقطه بحرانی) و در محدوده فشارmpa 1 تا mpa30 با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو، بررسی شده است. در این شبیه سازی برای توصیف برهم کنش های جامد- سیال از پتانسیل 6-12 لنارد-جونز استفاده شده است. هم دماهای جذبی برای دماهای77، 273، 278 و 298 کلوین بدست آمده اند. همچنین فاکتور جداسازی و گرمای جذب نیز محاسبه شده است. همه هم دماهای جذبی برای ar و he در حالت خالص و مخلوط از هم دماهای نوع i پیروی می کنند. مقایسه نتایج تایید می کند که سطح خارجی نانولوله نسبت به سطح داخلی، he و ar بیشتری را جذب می کند. از طرفی، تحت شرایط یکسان، به دلیل برهم کنش های قویتر ar با نانولوله نسبت به برهم-کنش های he با نانولوله،جذب ar بیشتر از جذب he است. داده های بدست آمده نشان می دهد که گرمای جذب ar تحت شرایط یکسان بیشتر از گرمای جذب he است. همچنین باید خاطر نشان کرد که گرمای جذب ar و he بر روی sint، بیشتر از مقادیر مربوط به جذب بر روی cnt است وsint توانایی جذب بهتری را نسبت به cnt از خود نشان می دهد. فاکتور جداسازی ar در مقایسه با he، بر حسب ترکیب درصد ar در فاز توده نشان می دهد که با افزایش ترکیب درصد فاز توده، گزینش پذیری کاهش می یابد. به طور کلی داده های به دست آمده نشان می دهد که گزینش پذیری sint و cntبرایar نسبت به he بیشتر است. در ادامه از محاسبات dft برای به دست آوردن نمودار انرژی پتانسیل جذب ar و he بر روی sint استفاده شده است. انرژی پتانسیل محاسبه شده با پتانسیل لنارد-جونز برای به دست آوردن پارامتر های این پتانسیل برازش شده است. شبیه سازی جذب ar و he بر روی sint برای برآورد رفتار های جذبی این دو گاز در مقایسه با نتایج قسمت قبل، با پارامتر های به دست آمده انجام شده است. قابل ذکر است که این نتایج با نتایج قسمت قبل به خوبی هم خوانی دارد.

در قسمت اول این کار تحقیقاتی، با معرفی شاخص جدید ? که بر اساس اختلاف انتروپی شانون اتمی برای موقعیت¬های درگیر در یک واکنش تعریف می¬شود، به بررسی ناحیه¬گزینی در برخی واکنش¬های آلی پرداخته می¬شود. بهینه¬سازی ساختار¬ها با سطح محاسباتی b3lyp/6-31g** انجام شد. واکنش¬های مشهور آلی از قبیل واکنش دیلز-آلدر، افزایش به آلکن¬ها و واکنش پاترنو-¬بوخی برای سنجش توانایی توصیف¬گر جدید در تشخیص ناحیه¬گزینی در واکنش¬های مورد نظر مطالعه شد. بدین¬منظور، کمیتی به نام ? که جذر مجموع مربع اختلاف ?¬های محاسبه¬شده می¬باشد، برای هر واکنش تعیین گردید و مشخص شد که واکنش با ? کمتر محصول عمده را مشخص می¬نماید. با توجه به نتایج حاصل به نظر می¬رسد توصیف¬گر¬های جدید معرفی شده بر اساس انتروپی اطلاعات شانون برای حمله¬های هسته¬دوستی، الکترون-دوستی و رادیکالی در پیش¬بینی ناحیه¬گزینی در واکنش¬های آلی موفق عمل کرده¬اند. در قسمت دوم به بررسی خواص ساختاری، الکترونی و پارامتر¬های توپولوژیکی نانو¬پولک¬های گرافنی مثلثی با لبه¬های زیگزاگ درون نانو¬صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید (gnf-beo) پرداخته می¬شود. برای دست¬یابی به این هدف، نانو¬صفحه¬ی گرافن و نانو¬صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید و همچنین دو پیکربندی از ساختار¬های هیبریدی نانو¬پولک¬های گرافن با اندازه¬های مختلف درون نانو¬صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید (gnf-beo) مورد مطالعه قرار گرفته¬است. تمامی محاسبات در این قسمت با نرم¬افزار siesta با استفاده از تقریب گرادیان تعمیم یافته (gga) و با مجموعه پایه¬ی قطبیده ? شکافته شده¬ی دو¬تایی (dzp) انجام گرفت. مشخص گردید با افزایش تعداد حلقه¬های کربنی درون ساختار نانو¬صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید، طول پیوند¬ها در مرز بین نانو¬پولک¬گرافنی و نانو¬صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید افزایش می¬یابد. انرژی اتصالی به ازای یک اتم برای تمامی نانو¬ساختار¬های مورد مطالعه، جهت بررسی پایداری ساختار¬های هیبریدی gnf-beo محاسبه شد. انرژی اتصالی به ازای یک اتم محاسبه¬شده برای نانو¬صفحه¬ی گرافن بیشتر از نانو-صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید است که ناشی از بر¬هم¬کنش کووالانسی قوی بین اتم¬های کربن ساختار گرافن می¬باشد. با افزایش اندازه¬ی نانو¬پولک در نانو¬صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید، انرژی اتصالی به ازای هر اتم و در نتیجه پایداری سیستم افزایش می¬یابد که به نظر می¬رسد به¬دلیل جانشین شدن پیوند¬های یونی be-o با پیوند¬های کووالانسی و قوی c-c می¬باشد. طیف چگالی حالت (dos) به¬دست آمده نشان می¬دهد که با افزایش اندازه¬ی نانو¬پولک گرافن درون نانو¬صفحه¬ی بریلیوم¬اکسید، شکاف انرژی کاهش می¬یابد و به خواص الکترونی گرافن نزدیک می-شود؛ اما این روند کاهشی از نانو¬پولک ساخته¬شده از سه حلقه کربنی تا پانزده حلقه کربنی بسیار آهسته است. از این خاصیت می¬توان برای تنظیم شکاف انرژی برای استفاده در انواع دستگاه¬های الکترونیکی استفاده کرد. تجزیه و تحلیل توپولوژیکی نانو¬ساختار¬های معرفی شده که با روش hf/6-31g* انجام گرفته است، نشان می¬دهد پیوند¬های c-c و c-o موجود در این نانو¬ساختار¬ها خصلت کووالانسی و پیوند¬های be-o و be-c خصلت یونی دارند.

سنتز نانوذرات اکسیدروی به دو روش هیدروترمال و سل-ژل انجام شده است. نانوذرات سنتز شده ی zno توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، الگوی پراش اشعه ایکس (xrd) و طیف بینی زیرقرمز تبدیل فوریه (ftir) مشخصه یابی شد. مقایسه دو روش هیدروترمال و سل-ژل از لحاظ اندازه نانوذرات، زمان تولید، و هزینه انجام صورت گرفت، و روش سل-ژل به عنوان روش بهتر معرفی شده است. در این تحقیق از نانوذرات zno برای حذف یون سرب (ii) از محلول آبی استفاده شده است. برای این منظور آزمایش های جذب سطحی از طریق روش پیمانه ای (batch) انجام شد. اثر زمان تماس، ph، دما، وزن جاذب و غلظت جذب شونده در این فرآیند مورد بررسی قرار گرفت. همدماهای لانگمویر، فرندلیش، تمکین و d-r برای برازش نتایج تجربی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج این بررسی ها نشان داد که همدمای فرندلیش برای حذف یون سرب (ii) توسط نانوذرات zno بهترین هم خوانی را با نتایج تجربی نشان می دهد. برای مطالعه ی ترمودینامیکی، متغیرهای ترمودینامیکی از جمله آنتالپی استاندارد (?h0)، آنتروپی استاندارد (?s0) و انرژی آزاد استاندارد گیبس (?g0) جذب سطحی محاسبه شدند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که جذب سطحی برای گونه جذب شونده نشان از جذب سطحی فیزیکی دارد. همچنین فرآیند جذب سطحی برای این گونه جذب شونده، به صورت مطلوب و گرمازا رخ می دهد و فرآیند جذب با کاهش آنتروپی در سیستم همراه است. برای مطالعات سینتیکی چهار مدل سینتیکی مرتبه اول، شبه مرتبه اول، مرتبه دوم و شبه مرتبه دوم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی ها نشان داد که مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم برای فرآیند جذب سطحی یون سرب (ii) توسط نانوذرات zno بهترین تطابق را با داده¬های تجربی نشان می دهد.

در قسمت اول این تحقیق سعی می گردد مقدار کمیت فیزیکی انتروپی شانون را برای اتم های موجود در بنزاین های استخلاف دارمحاسبه نمود، تا شاید بتوان ارتباطی بین فعالیت یک اتم جهت انجام واکنش و انتروپی شانون آن اتم پیدا کرد. بهینه سازی ساختار ها با مجموعه پایه6-31g**و روش های مختلف انجام شد.این کار با روش مرسوم aimکه تقسیم بندی فضای مولکولی را بر اساس چگالی الکترونی انجام می دهد و چگالی انرژی جنبشی لاگرانژی انجام می گیرد، تا نتایج به دست آمده با یکدیگر مقایسه گردند. نتایج نشان می دهد که تقسیم بندی فضای مولکول براساس انرژی جنبشی لاگرانژی مشکل ظهور جاذب های غیر هسته ای که باتقسیم بندی فضای مولکول براساس چگالی الکترونی ظاهر می شود، را برطرف می کند. نکته ی دیگر این است که انتروپی شانون اتمی به دست آمده با این تقسیم بندی جدید همان طور که انتظار می رود برای اتم فعال کمتر از اتم غیر فعال می باشد. قسمت دوم این تحقیق، در ارتباط با محاسبه و بررسی تغییرات دانسیته انتروپی شانون با تغییر تعداد الکترون هامی باشد. از آن جا که در حین یک واکنش شیمیایی، تبادل الکترونی بین گونه های شیمیایی صورت می گیرد، این تغییر تعداد الکترون ها می تواند موجب تغییر در انتروپی سیستم گردد

در قسمت اول پروژه، دو واکنش هیدرازون ها و سیکلوآلکیل هیدرازون ها مورد مطالعه وبررسی واقع گردید؛ در این مورد با استفاده از روش آغازین( hf ) و مجموعه پایه 6-31g** ، و محاسبه عامل های انرژی تصحیح شده نقطه صفر، سختی، قطبش پذیری و الکتروفیلیسیتی، پایداری محصول حاصل از انجام واکنش با محصولی که در اصل ایجاد نمی شود، مقایسه گردید. بر اساس محاسبات انجام شده، هیچ کدام از این عوامل پاسخ روشنی در مورد واکنش ها و ایجاد محصول پایدار نشان ندادند. بنابراین در ادامه با استفاده از عامل های بار، فوکویی و اختلاف فوکویی علاوه بر این که محل های فعال در واکنش دهنده ها با روش b3lyp/6-31g** برای هر دو واکنش بررسی شد، نوع واکنش ها (این که بار کنترل هستند یا از طریق اوربیتال های مولکولی پیشرو انجام می-شوند) نیز مشخص شدند. نتایج نشان می دهد که هر دو واکنش از طریق اوربیتال های مولکولی پیشرو کنترل می شوند. لازم به ذکر است که در این قسمت از کار، تعداد ده استخلاف مختلف برای هر دو واکنش انتخاب شد. در قسمت دوم پروژه، هدف اصلی یافتن تابع پتانیسل تجربی جدیدی برای مولکول های دو اتمی مختلف و به دست آوردن ثوابت طیف سنجی برای این مولکول ها است. لذا برای دستیابی به این هدف از منحنی های پتانسیل و داده های r.k.r (مقادیر انرژی r.k.r همراه با طول پیوند های مختلف) استفاده می شود. رسم منحنی ها با استفاده از نرم افزار curve expert 1.3 در دو حالت ده نقطه ای و شش نقطه ای برای هشت مولکول در هجده حالت الکترونی (حالت پایه و برانگیخته) انجام شد. سپس تابع پتانسیل پیشنهادی که دارای چهار پارامتر است را در همین نرم افزار تعریف می کنیم. با استفاده از پارامترهای به دست آمده می توان ثوابت طیف سنجی را محاسبه کرد. براساس محاسبات انجام شده، نتایج نشان می دهند که مقادیر ثابت نیرو، فرکانس ارتعاشی و ثابت ناهماهنگی به دست آمده از منحنی-های شش نقطه ای نتایج مطلوب تری نسبت به مقادیر این ثوابت از منحنی های ده نقطه ای دارند

تابع توزیع شعاعی مهم ترین ویژگی ساختاری مواد است. این تابع بیانگر احتمال یافتن یک مولکول در فاصله ی خاص از یک مولکول مرکزی اختیاری است که با g(r) نمایش داده می شود که r فاصله ی بین مولکولی است. در عمل می توان چنین اندیشید که نمایانگر چگالی محلی مولکول ها در تعادل ودر فاصله ی r از مولکول مرکزی است. با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، تابع توزیع شعاعی در محدوده ی وسیعی از دما وچگالی براساس پتانسیل دقیق بین اتمی کریپتون ونئون، شبیه سازی شده است. برای این منظور پتانسیل های جدید xc برای کریپتون ونئون استفاده شده وتابع توزیع شعاعی شبیه سازی شده است. شبیه سازی ها براساس روش دینامیک مولکولی کلاسیکی با مجموعه های nve وشرایط مرزی دوره ای برای 864 ذره انجام شده است. الگوریتم سرعت ورلت برای انتگرال گیری از معادلات حرکت به کاررفته و شبیه سازی در 100000مرحله با و شعاع قطع برای نئون و برای کریپتون انجام شده است. تابع توزیع شعاعی شبیه سازی شده روابط حدی زیر را تامین می کند الف)- در چگالی صفر به حد گاز ایده ال، یک میل می کند. ب)- در فواصل بین مولکولی زیاد به یک کاهش می یابد. علاوه براین تابع توزیع شعاعی شبیه سازی شده باید قله ی اول را در فاصله ی برخوردی نمایش دهد. در دومین مرحله، برازش داده های شبیه سازی شده با عبارت ساده ی تحلیلی که شامل ده پارامتر تنظیم پذیر می باشد انجام شده است. مناسب بودن برازش با محاسبه ی درصد خطای میانگین، بین داده های شبیه سازی شده وعبارت تحلیلی در تمامی محدوده ی دما وچگالی سنجیده شده است. نتایج بیانگر توافق عالی بین داد های شبیه سازی شده وعبارت تحلیلی است.

در این پایان نامه شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیکی برای تولید تابع توزیع شعاعی rdf برای سیال های آرگون و زنون در محدوده ی وسیعی از دما و چگالی در نواحی فوق بحرانی به کار گرفته شده است. برای حل معادلات حرکت از الگوریتم ورلت استفاده شده است و نیروی بین ذرات با استفاده از پتانسیل های دقیق ارائه شده توسط ازیز و همکاران محاسبه و جدول بندی شده است. این محاسبات هم با استفاده از مشتق گیری از پتانسیل و هم با روش های عددی انجام شده است تا از هر گونه خطای محاسباتی پرهیز شود. تابع توزیع شعاعی شبیه سازی شده رفتار حدی و منطقی یک تابع توزیع شعاعی را به نمایش می گذارد و ساختار سیال را با تغییرات دما و چگالی توجیه می کند. برای گزارش تابع توزیع شعاعی شبیه سازی شده بر حسب فاصله ی بین مولکولی از یک تابع ریاضی دو قسمتی استفاده شده است که با دقت بالایی تابع توزیع شعاعی را توصیف می کند. برای تأئید این دقت درصد خطای نسبی حاصل از تابع برازش با داده های اصلی شبیه سازی محاسبه و جدول بندی شده است، خطا در اکثر موارد کمتر از یک درصد است. مقایسه ی درصد خطاها بیانگر برازش مناسب تر در چگالی های کمتر به ازای یک دمای ثابت است که با توجه به پهن شدگی تابع توزیع شعاعی در چگالی های کمتر نسبت به نواحی چگالی تر، قابل انتظار است.

هدف این پایان نامه، مطالعه نظری نوآرایی بکمن، معرفی روش جدید سرعت nics به عنوان معیاری از خاصیت آروماتیسیته و همچنین جداسازی سهم الکترون های و در اندیس nics می باشد. در ابتدا با تئوری مکانیک کوانتوم و بعضی اصول آن مثل اصل حداکثر سختی، اصل حداقل قطبش پذیری و اصل حداقل الکتروفیلیسیته و تعدادی از نرم افزارهای محاسباتی شیمی کوانتومی مانند hyperchem، gaussian98w و gauss view آشنا می شویم. در فصل دوم ابتدا با استفاده از روش dft پایداری مواد اولیه و محصولات نوآرایی بکمن بر اساس سه اصل شیمی کوانتومی ذکر شده در بالا مقایسه می شوند که بر اساس این اصول ماده پایدارتر دارای سختی ( ) بیشتر و قطبش پذیری ( ) و الکتروفیلیسیته ( ) کمتری می باشد. نتایج به دست آمده برای کمیات مورد نظر ( ، و ) با استفاده از تقریب جاناک در 23 واکنش نوآرایی بکمن نشان می دهند که اصل مینیمم الکتروفیلیسیته نسبت به دو اصل دیگر به شکل موفق تری جهت این نوآرایی را پیش بینی می کند. در قسمت بعد خاصیت آروماتیسیته تعدادی مولکول با استفاده از روش جدید که سرعت nics نامیده می شود تعیین گردید. در این روش خصلت آروماتیسیته مولکول ها بوسیله منحنی سرعت nics بر حسب فاصله مربوطه مشخص می شود که منحنی به دست آمده دارای سه حالت (ماکزیمم، مینیمم و ماکزیمم به همراه مینیمم) است نتایج نشان می-دهد که مولکولی که منحنی آن دارای ماکزیمم باشد، آروماتیک و مولکولی که منحنی آن دارای مینیمم باشد ضدآروماتیک است. اگر منحنی مولکولی دارای هر دو ماکزیمم و مینیمم باشد، در این صورت پارامتری از یک معادله پیشنهادی محاسبه می شود که دو حالت پیش می آید اگر مقدار به دست آمده از این معادله صفر یا نزدیک به صفر باشد، مولکول غیرآروماتیک و در غیر این صورت مولکول مربوطه آروماتیک می باشد. در قسمت آخر نیز با ارائه یک رابطه دو قسمتی، سهم الکترون های و در اندیس nics از هم تفکیک می شوند. زیرا با جداسازی این دو سهم از همدیگر می توان با حذف سهم الکترون های به nics بهتری برای تشخیص آروماتیسیته مولکول ها رسید. عملاً دیده شده که در nics(1) ( 1 بالای حلقه) تقریباً سهم الکترون های از بین می رود. بنابراین در نظر گرفتن nics(1) برای تشخیص آروماتیسیته مولکول-ها بهتر از nics(0) (nics مرکز حلقه) می باشد.