شاخص بی تقارنی چگالی الکترونی برای توصیف کمّی کایرالیته

کمّی کردن کایرالیته و یافتن یک شاخص به دلیل کاربرد آن در حل بسیاری از مسائل شیمی سنتز، کاتالیز، داروسازی و علم مواد و امروزه به دلیل اهمیت آن در پیش بینی میزان چرخش نوری و استفاده در علوم و فناوری نانو، مورد توجه روزافزون محققان قرارگرفته است. بیشتر تلاش های صورت گرفته برای کمّی سازی کایرالیته براساس تقارن هسته ای استوار بوده است اما از آنجاکه بیشتر ویژگی های مولکولی وابسته به توزیع چگالی الکترونی است، یک شاخص مناسب باید دربرگیرنده ی نقش توزیع چگالی الکترونی در میزان بی تقارنی و کایرالیته باشد. در این پایان نامه، یک معیار کمّی برای میزان خروج تابع توزیع چگالی الکترونی از یک تقارن خاص معرفی شده است. محاسبات تابع توزیع الکترونی در سطح نظری برهمکنش آرایشی (ci) و با مجموعه پایه 6-311++ g** انجام شده است. خانواده مولکول هایbxyz (x, y, z= h, f, cl, br) مجموعاً بیست مولکول، با تقارن مرجع d3h، خانواده مولکول هایnxyz (x, y, z= h, f, cl, br) و خانواده مولکول هایpxyz (x, y, z=h, f, cl, br) مجموعاً چهل مولکول با تقارن مرجع c3v و خانواده مولکول هایcxyzt (x, y, z,t=h, f, cl, br) مجموعاً بیست وسه مولکول با تقارن مرجع td به عنوان مدل در نظر گرفته شده اند. شاخص خروج ازتقارن براساس جمع اختلاف چگالی نقطه ای قبل و بعد از تبدیلات هندسی متنوع (شامل اعمال تقارنی تعریف شده در گروه نقطه ای مرجع) برای هر یک از مولکولهای مورد نظر محاسبه و تحلیل شده است. نتایج این محاسبات نشان می دهد که با بزرگ شدن مولکول و افزایش تعداد الکترون های آن، مقدار شاخص خروج ازتقارن کوچک تر می شود. در ادامه، شاخص خروج ازتقارن با در نظرگرفتن الکترون های اوربیتال های پیوندی و بر اساس نظریه ی اتم-در-مولکول به دست آمده است. بررسی همبستگی بین مقادیر شاخص های خروج ازتقارن و چرخش نوری مولکول ها بخش دیگری از این پژوهش است. به دلیل وجود عوامل متعدد و پیچیده در میزان چرخش نوری مولکول ها ارتباط مستقیمی بین مقدار شاخص و میزان چرخش نوری مولکول ها یافت نشد. در ادامه شاخص خروج ازتقارن برای چند مولکول خانواده nxyz (x, y, z=h, f, cl br) در اولین حالت برانگیخته محاسبه شده و با مقادیر شاخص ها در حالت پایه آن ها مقایسه شده است. بررسی ارتباط شاخص با ساختار هندسی و الکترونی مولکول ها بخش دیگری از پژوهش انجام شده می باشد. در پایان تأثیر حرکات ارتعاشی در مقدار شاخص خروج از تقارن بررسی و تحلیل شده است.