جهت گیری مولکولی در سطح به روش تئوریهای تابعی چگالی بنیادین و کلاسیکی

بخش اول: انتروپی، انرژی و کشش سطحی تجربی برای مطالعه رابطه ساختاری/خاصیت در پیریدین ، مشتقات الکیلی ان و آمینهای خطی به کار گرفته میشود. ویژگیهای قطبی این ترکیبات در قالب ممان دو قطبی به صورت یک توصیفگر مولکولی برای خواص سطحی به کار گرفته میشود. تئوری تابعی چکالی و مدل پیوسته قطبش پذیر در محاسبه ممان دو قطبی مولکولی در حالت گاز و مایع به کار گرفته شده است. انتروپی های سطحی نقش کلیدی دارند و به خوبی با ممان دوقطبی و رفتارساختارهای مولکولی بطوربارزی سازگاری دارند. انتروپی سطحی با افزایش طول زنجیره الکیلی کاهش میابد که نشانی از یک تجمع بیشتر و جهت گیری مولکولی در سطح است. کشش سطحی با طول زنجیره الکیلی کاهش مییابد که حاکی از جهت گیری بیشتر بخش غیر قطبی بسمت بخار ناحیه سطح مشترک میباشد. محتمل ترین جهت گیری مولکولی مورد انتظار در سطح مشترک با خواص ترمودینامیکی سطح مرتبط است. همچنین این یافته ها برای آمینها هم به کار گرفتیم و رابطه ساختاری/خاصیت را بر اساس خواص سطحی و ممان دو قطبی به عنوان یک توصیفگر مولکولی تعیین کردیم. از تئوری مولر-پلست و تئوری تابعی چگالی درمحاسبه ممان دو قطبی و به دنبال آن ارتباط با خواص سطحی استفاده شده است. این نتایج نشلن میدهد که میتوان از انرژی و کشش سطحی به صورت بخشی از یک توصیف کیفی معمول دربحث قابلیت وتئوری حلالیت مایعات در نظر گرفته شود. بخش دوم:یک روش ترمودینامیکی بر اساس تئوری تابعی چگالی برای پیش بینی کشش سطحی سیالات قطبی و غیر قطبی ارائه گردیده است. تئوری اختلال بارکر-هندرسون و تئوری سیالات پیوسته اماری(saft ) در ایجاد معادله حالت به کار میرود. دافعه کره سخت ، انرژی پراکندگی ، تشکیل زنجیره و بر همکنشهای دو قطبی-دو قطبی مد نظر گرفته شد. پارامترهای m , ?, ?/k برای سیالات از تئوری تسهیم گروهی محاسبه شد gc_saft)) . ناحیه سطحی برای سیالات خالص به 2000 لایه تقسیم شد. پتانسیل شیمییایی در هر لایه ثابت در نظر گرفته شد . شایان توجه است که کشش سطحی برای پیریدین و استخلاف متیلی ان در ناحیه وسیعی از دما محاسبه شد. بخش سوم: جذب پیریدین بر روی کلاستر های دوتایی، سه تایی و چهار تایی نیکل از طریق محاسبات کوانتومی در سطحهای b3lyp/6-311g** و b3lyp/lanl2dz مطالعه شد. درابتدا کلاستر های نیکل از لحاظ ساختاری واستیت های الکترونی بررسی شد. کمترین استیت الکترونی با چهارالکترون منفرد برای کلاستر چهارتایی نیکل پیش بینی شد. تصحیح ناشی از bsse برای پیوند فلز-فلز در نظر گرفته شد که اثر زیادی هم بر روی انرژی پیوند کلاستر نشان داد. در ادامه ، جذب پیریدین در دو جهت سطحی و عمودی با دو زاویه90, 180 بر روی کلاستر لوزوی نیکل چهار تایی بررسی شد. بهترین حالت جذبی در سطح b3lyp/6-311g** در راستای عمودی به طوری که در راستای قطر بزرگ لوزی قرار گیرد بدست امد. انرژی جذب پیریدین بر روی کلاستر نیکل به سایزکلاستر وابسته است ؛ بیشترین جذب مربوط به کلاستر چهار تایی نیکل با انرژی -207.33 kj/mol به دست امد. تحلیل اربیتالی باند طبیعی (nbo) جزئیات برهمکنش جذب شونده/فلز را اشکار میسازد. نتایج برای کلاستر های دو و سه تایی نیکل هم انجام و بحث شد. بخش چهارم: اخرین بخش به مطالعه جذب مشتقات تری آلکیل امینها بر روی کلاستر کوچک نیکل اختصاص یافت. جذب و تشکیل کمپلکس بر روی پایدارترین کلاستر چهار تایی نیکل در سطح lanl2dz و6-311g** بهینه ومطالعه شده است. دو فرم جذبی شامل حالت موازی وعمودی انتخاب شد. انرژی جذب کمپلکس تری الکیل امین/ کلاستر ni4 با افزایش شاخه الکیلی افزایش مییابد. با استفاده از 6-311g** تری الکیل امین در جهت موازی در راستای میتواند در امتداد قطر بزرگ یا کوچک لوزی قرار گیرد که این بستگی به نوع شاخه الکیلی دارد. در میان سه مشتق الکیلی ، تری اتیل امین ، تری پرپیل امین و تری بیوتیل امین که آخرین بیشترین انرژی جذب را بر روی کلاسترni4 (که در حدود-150.82 kj/mol است) دارد. تحلیل اربیتالی باند طبیعی برای مطالعه انتقال بارمحاسبه شد.