در این تحقیق، سینتیک واکنش اتان با رادیکال تری کلرومتان و واکنش تاتومری 5- نیترو-1h– بنزو [d]ایمیدازول برای تولید 6-نیترو-1h–بنزو [d]ایمیدازول بررسی شده است. هر دو واکنش، از دسته واکنش های انتقال هیدروژن هستند. پدیده تونل زنی نقش مهمی را در محاسبات سینتیکی و دینامیکی واکنش های انتقال هیدروژن به خصوص در دمای اتاق و دماهای پایین ایفا می کند. برای واکنش اول، در ابتدا سطح انرژی پتانسیل با متد mpwb1k محاسبه شده است. برای بدست آوردن نتایج دقیق تر از دو متد mp2 و ccsd(t) نیز استفاده شده است. در مسیر انجام واکنش (mep) یک حالت گذار مشاهده شده است. ثابت سرعت این واکنش طبق محاسبات variational transition state theory (vtst) بدست آمده است. پدیده ی تونل زنی برای تصحیح ثابت سرعت واکنش به کار رفته است. برای بررسی پدیده تونل زنی از روش انحنای کوچک (sct) (وابسته به مسیر) استفاده شده است. برای یافتن بیشترین احتمال انجام پدیده تونل زنی، میانگین احتمال عبور حرارتی ( )در دماهای مختلف با استفاده از روش sct محاسبه شده است. تغییرات مدهای ارتعاشی و پارامتر انحنا (?(s)) در طول مسیر واکنش (mep) و اثر آن ها بر پدیده تونل زنی مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر سینتیکی ایزوتوپی اولیه و ثانویه با جایگزینی هیدروژن با دوتریم بررسی شده است. عوامل موثر بر اثر ایزوتوپی اولیه و ثانویه مورد مطالعه قرار گرفته است. برای واکنش دوم، در ابتدا سطح انرژی پتانسیل با متد mpwb1k محاسبه شده است. در مسیر انجام واکنش (mep) دو حالت گذار و یک حدواسط مشاهده شده است. ثابت سرعت این واکنش براساس محاسبات rrkmبدست آمده است و پدیده ی تونل زنی برای تصحیح ثابت سرعت واکنش به کار رفته است.

در این تحقیق، سینتیک واکنش توتومری پیریمیدین2،4(h1، h3)-دی اون (lactam) برای تولید پیریمیدین2،4-دی ال(lactim2) به عنوان واکنش توتومری یوراسیل در فاز گازی مورد مطالعه قرار گرفته است. این واکنش، از دسته واکنش های انتقال هیدروژن می باشد. چهار مسیر ( r1تا r4 ) برای این واکنش در نظر گرفته می شود. ساختار های موجود در مسیر واکنش اعم از واکنش دهنده، حالت گذار، حدواسط ها و محصول با متد mp2/6-311++g(d,p) بهینه شده اند. برای بدست آوردن نتایج دقیق تر از متد ccsd(t) نیز استفاده شده است. منحنی انرژی پتانسیل برای همه ی مسیرها با متد mpwb1k رسم شده است. در مسیر انجام واکنش-های r1 و r2 دو حالت گذار مشاهده شده و برای مسیر واکنش های r3 و r4 چهار حالت گذار در جهت تشکیل محصول وجود دارد. در مسیر r4 محصول جانبی u8 (پیریمیدین2،4(h3، h5)-دی اون) نیز تشکیل می گردد که از توتومرهای یوراسیل می باشد. ثابت سرعت واکنش های r1 و r2 بر اساس تئوری rrkm محاسبه شده است. پدیده تونل زنی نقش مهمی را در محاسبات سینتیکی و دینامیکی واکنش های انتقال هیدروژن به خصوص در دمای اتاق و دماهای پایین ایفا می کند. اثر تونل زنی روی ثابت سرعت این واکنش ها محاسبه شده است. اثر سینتیکی ایزوتوپی اولیه و ثانویه با جایگزینی هیدروژن با دوتریم و همچنین اثر سینتیکی ایزوتوپی ثانویه از جایگزینی اتم (_7^(14.01))n با (_7^(15.00))n در lactam برای واکنش های r1 و r2 بررسی شده است.

در این تحقیق، مکانیسم های واکنش دو مولکولی اتانول با رادیکال فلوئور و سینتیک این واکنش ها، مورد بررسی قرار می گیرد. برای این واکنش چهار مسیر پیشنهاد شده است (r1، r2، r?2 و r3) که منحنی انرژی پتانسیل در همه ی این مسیرها با متد mpwb1k محاسبه شده است. در مسیر انجام واکنش r1، دو حالت گذار و یک حد واسط مشاهده شده است و در طی واکنش r2 و r3، برای هر دو مسیر یک حالت گذار مشاهده شده است. ثابت سرعت این واکنش ها با تئوری vtst و rrkm محاسبه شده است. از تئوری rrkm برای بررسی اثر دما و تصحیح پدیده ی تونل زنی بر سرعت واکنش استفاده شده است که اثر تونل زنی در دماهای پایین بیشتر از دماهای بالا است. در محاسبات vtst، برای بررسی اثر تونل زنی از روش تقریب انحنای کوچک sct استفاده شده است. منحنی انرژی کلاسیکی پتانسیل) (vmep، منحنی انرژی آدیاباتیک پتانسیل حالت پایه) (vag و منحنی انرژی نقطه صفر(zpe) برای واکنش r2، با این نظریه بررسی شده است. به علاوه، تغییرات مدهای ارتعاشی ( ) و پارامتر انحنا ( ) در طول مسیر واکنش r2 و اثر آن بر پدیده ی تونل زنی بررسی شده است. اثر سینتیکی ایزوتوپی و عوامل موثر بر آن با جایگزینی اتم دوتریم به جای اتم هیدروژن بررسی شده است.

در این تحقیق، سنتیک تولید اتیلن¬اکسید از واکنش اتیلن با رادیکال هیدروکسیل بررسی شده است. در ابتدا، ساختارهای بهینه شده ی واکنش دهنده ها، محصولات، کمپلکس های فعال و حد واسط¬ها در سطح mpwblk و مجموعه پایه 6-31+g(d,p) با برنامه گوسین 2003 بدست آمده اند. برای این واکنش، دو مسیر به دست آمد و سطح انرژی پتانسیل برای دو مسیر با روش mpwb1k محاسبه شده که این سطح انرژی پتانسیل با استفاده از دستور irc بدست آمده است. در مسیر اول دو حالت گذار و یک حد واسط و در مسیر دوم سه حالت گذار و دو حدواسط مشاهده شده است. انرژی کل محاسبه شده با استفاده از روش های مختلف برای تمام گونه¬ها گزارش شده است. همچنین انرژی نسبی گونه های مختلف این واکنش نسبت به reactant در سطوح مختلف و انرژی نقطه صفر در سطح mpwblk محاسبه شده است. دیاگرام انرژی پتانسیل برای دو مسیر در دو سطح mpwblk و ccsd(t)/6-31++g(d,p) رسم شده است. منحنی آرنیوس برای مسیر اول با در نظر گرفتن عامل تونل زنی و بدون در نظر گرفتن آن در دماهای مختلف آورده شده است. ثابت سرعت مسیر اول بر اساس تئوری rrkm محاسبه شده است. پدیده تونل زنی نقش مهمی را در محاسبات سنتیکی و دینامیکی واکنش ها به خصوص در دماهای پایین ایفا می کند. اثر تونل زنی روی ثابت سرعت مسیر اول محاسبه شده است. همچنین برای این واکنش پارامترهای ترمودینامیکی محاسبه شده است.

در این تحقیق، سینتیک واکنش اکسایش رادیکال سیکلو¬ پروپیل و مولکول اکسیژن در فاز گازی به صورت تئوری مورد بررسی قرار گرفته است. واکنش¬های رادیکال¬ هیدروکربن و مولکول اکسیژن، از واکنش¬های مهم سوختن و اکسایش در دمای پایین می¬باشد. در این واکنش، محصولات مختلفی تولید می¬شود. هدف اصلی ما به دست آوردن مکانیسم واکنش برای سیستم و همچنین رسم منحنی سطح انرژی پتانسیل است. محاسبات آغازین گزارش شده در این¬جا با استفاده از برنامه¬ی گوسین 2003 انجام گرفته است. خواص ترمودینامیکی واکنش¬دهنده¬ها، محصولات و حالت¬های گذار با روش mpwb95/6-31+g** و mp2/6-31+g** برای واکنش¬های r1 و r2 و hf/6-31+g** برای واکنش r3 تعیین شده است. محاسبات فرکانسی در تراز mpwb95/6-31+g** و mp2/6-31+g** برای واکنش¬های r1 وr2 و hf/6-31+g** برای واکنش r3 به منظور تایید ساختارهای حالت پایه و نقاط زینی و محصولات به دست آمده انجام شده است. محاسبات تک نقطه¬ای ccsd(t) با مجموعه پایه 6-31+g** برای محاسبه مقادیر دقیق تر انرژی نیز انجام شده است. با توجه به محاسبات انجام شده، تولید سیکلوپروپن و ، به دلیل سد انرژی بالاتر کمتر مهم است. انرژی کلیه¬ی گونه¬های موجود در مسیر واکنش¬های r1 و r2، کمتر از مقادیر انرژی مواد واکنش¬دهنده است.

پیل سوختی روی-هوا یک منبع انرژی بسیار نوین به منظور استفاده در مقیاس صنعتی بوده که هنوز در مرحله تدوین تکنولوژی قرار دارد. این نوع پیلها با داشتن مزایایی چون دانسیته انرژی نسبتا بالا، ولتاژ کاری نسبتا خوب و عدم تولید مواد سمی و مخرب محیط زیست، میتواند به عنوان سوخت پاک در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد. هر تک سل الکتروشیمیایی از آند با سوخت روی، کاتد به نام الکترود نفوذ گاز، جداکننده مکانیکی و الکترولیت پتاسیم هیدروکساید تشکیل می شود. در این پژوهش واکنش احیای اکسیژن بر روی نانو خوشه های پلاتین (20% pt/c تجاری) در محیط قلیائی بر روی الکترود کربن گلاسه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از کارایی این کاتالیست برای واکنش احیای اکسیژن در محیط قلیایی می باشد. سپس با کاتالیست فوق الکترود گاز نفوذی سه لایه ساخته شد؛ لایه اول لایه گاز نفوذ است که از کربن ولکان و تفلون به نسبت 70:30 ساخته شد، لایه دوم لایه فعال است که از نانو خوشه-های پلاتین و تفلون به نسبت 70:30 ساخته و این دو لایه در آخر برروی لایه سوم که توری نقره است نشانده شد. عملکرد الکترود ساخته شده در دماهای 30، 35، 40 و 45 درجه سانتی گراد و غلظت های 0/5، 1، 2، 3 و 4 مولار مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج حاصل نشان داد که شیب تافل الکترود ساخته شده در غلظت 0/5 مولار (دما(c°): شیب تافل 30: 100، 35: 119/2، 40: 103/2 و 45: 121/8) میباشد. سپس اثر غلظت الکترولیت بر روی الکترود بررسی شد که نتایج حاکی از این است که احیای اکسیژن در الکترود نفوذ گاز ساخته شده از مسیر دو الکترونی تبعیت میکند و بالاترین انرژی فعالسازی در غلظت 4 مولار مشاهده شد. در نهایت تک سل هوا-روی ساخته و منحنی پلاریزاسیون و دانسیته توان سل ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت: این سل داری ولتاژ مدار باز 1/346 ولت و در ولتاژ 0/73 ولت دانسیته جریان 166/5 حاصل شد.

این پژوهش با هدف مطالعه و ارزیابی ساختار الکترونی آنیونی سلول های خورشیدی در مقیاس نانو صورت گرفته است. گروهی از نانوساختارها که شامل رنگدانه های آلی عاری از فلز به کار رفته در سلول های خورشیدی حساس به رنگ(dsscs)، در نظر گرفته شده اند. این رنگدانه ها شامل واحدهای دهنده، پل و گیرنده الکترون با گروه های گیرنده مختلف می باشند. ساختار مولکولی این رنگدانه ها از لحاظ ایزومرهای ممکن در سطح b3lyp و مجموعه پایه 6-31+g* توسط نرم افزار gaussianدر حالت پایه بهینه شده اند و ساختار الکترونی حالت آنیونی به صورت عمودی تعیین گشته اند. محاسبات nbo برای محاسبه بار الکتریکی اتم ها ومحاسبات aim به منظور تعیین چگالی پیوندهای بین اتمی در این رنگدانه ها در حالت های خنثی و آنیونی به کار گرفته شده اند. با در نظر گرفتن اختلاف خواص الکترونی فوق، این نتیجه حاصل شد که انتقال بار درون مولکولی از گروه دهنده به سمت گروه گیرنده است. همچنین نتایج aimنشان می دهند که چگالی پیوندهای شیمیایی در نقاط بحرانی پیوندی در واحد دهنده کاهش یافته و در مقابل در واحد پذیرنده افزایش یافته است

بخش اول: تئوری نانوسیال اولین بار توسط چویی در سال 1995 ارائه شد و نانوسیالات نوع جدیدی از سیال ها هستند که از پراکندگی نانوذرات جامد در سیال پایه همچون آب، اتیلن گلیکول و روغن موتور ساخته می شوند. در بخش اول کار از یک معادله حالت دقیق و شبکه عصبی مصنوعی(ann) و تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی (pca) به منظور پیش بینی چگالی و خواص فیزیکی نانوسیال هااستفاده شده است. همچنین تعدادی از خواص ترمودینامیکی نانوسیال ها را نیز محاسبه کردیم. نتایج به دست آمده توسط این مدل ها حاکی از توافق بسیار خوبی با مقادیر تجربی می باشد. به منظور پیش بینی چگالی وخواص ترمودینامیکی از نانوسیالاتی همچون:zno/eg+h2o ، al2o3/eg+h2o، sb2o5:sno2+eg+h2o، zno/peg، tio2/eg zno/peg+h2o به عنوان تابعی از دما و کسرحجمی استفاده شده است. بخش دوم: مایعات یونی ترکیباتی هستند که در چند سال اخیر انقلابی در مراکز تحقیقاتی و صنایع شیمیایی به پا کرده اند. این ترکیبات که جزء مواد شیمیایی سبز هستند به عنوان حلال، نقش بسیار مهمی در کاهش استفاده از ترکیبات خطرناک و آسیب زننده به محیط زیست را دارا می باشند. دراین بخش از یک معادله حالت دقیق و شبکه عصبی مصنوعی(ann) و تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی (pca) به منظور پیش بینی چگالی و خواص فیزیکی مایعات یونی استفاده شده است. همچنین خواص ترمودینامیکی مایعات یونی را نیز محاسبه کردیم. به منظور پیش بینی چگالی وخواص ترمودینامیکی ازسیستم مایعات یونی مختلف استفاده کردیم. بخش سوم: خواص حجمی مواد کوپلیمری دارای اهمیت زیادی برای دانشمندان و مهندسان پلیمر است. بنابراین، یک معادله حالت دقیق برای توضیح این رفتار در طیف وسیعی از دما و فشار مورد نیاز است. در این تحقیق، معادله حالت ایهم- سانگ- میسون (ism eos) برای محاسبه خواص حجمی کوپلیمرها استفاده شد، مانند: پلی (اتیلن - پروپیلن) (pep)، پلی (اتیلن - وینیل استات) ( peva)، پلی (اتیلن– متاکریلیک اسید) ((pema، پلی (اتیلن – اکریلیک اسید) (peaa)، پلی (اتیلن - وینیل الکل) (pevoh)، پلی (استایرن- اکریلونیتریل) (psan)، پلی (اکر یلو نیتریل - بوتادین) (panb).

در این تحقیق، سینتیک واکنش رادیکال ایمیدوژن با نیتریک اکسید بررسی شده است. پدیده ی تونل زنی نقش مهمی را در محاسبات سینتیکی و دینامیکی واکنش های انتقال هیدروژن به خصوص در دمای اتاق و دماهای پایین ایفا می کند. همچنین دینامیک واکنش از طریق یک سطح پتانسیل درون یابی شده بررسی شده است. این سطح از طریق درون یابی بر روی نقطه های آغازین که بر روی مسیر واکنش قرار داشتند به دست آمده است. محاسبات آغازین در سطح mp2 انجام شده-اند.

واکنش nhx با اکسیژن و گونه های شامل نیتروژن نقشی مهم در طرح یا ایجاد آلوده کننده های nox در طول فرآیند های سوختن دارد. بنابراین فهم کامل بحرانی این فرآیند مهم است. در این تحقیق، مسیر های ممکن برای واکنش آمینو رادیکال با اتم اکسیژن در فاز گازی مورد بررسی قرار گرفته است سپس با استفاده از تئوری rrkm ثابت سرعت محاسبه و معادله آن گزارش شده است. ماهیت انرژی پتانسیل می تواند از راه تجربه یا محاسبات ab initio شیمی کوانتومی بهبود یابد. برای این واکنش در ابتدا سطح انرژی پتانسیل با متد mp2 با مجموعه پایه 6-311**g++ بدست آمده است. از سطح انرژی پتانسیل نقاط ایستا آشکار و با استفاده از دستور فرکانس ماهیت آن ها شناسایی شدند. تمام گونه های موجود در واکنش با متد هایmp2 و mpwb1k بهینه شده اند . محاسبات تک نقطه ای با متد ccsd(t) برای دست یابی به نتایج دقیق تر انجام شده است. در 18 مسیر ممکن، 4 حدواسط و 11 حالت گذار وجود دارد. 5 محصول متفاوت از واکنش آمینو رادیکال با اتم اکسیژن نتیجه می شود: hno+h، hon+h، h2o+n، nh+oh و h2+no. با دانستن اطلاعات لازم درباره مکانیسم واکنش و ساختار گونه ها ثابت سرعت محاسبه شد. ثابت سرعت با استفاده از تئوری rrkm محاسبه شده است. از آنجا که در واکنش های انتقال هیدروژن، پدیده تونل زنی نقش مهمی ایفا می کند، تصحیحات تونل زنی برای این واکنش ها اعمال شده است. نتایج بدست آمده از تئوری rrkm برای مسیرها با یکدیگر مقایسه و بهترین مسیر با بزرگترین ثابت سرعت بدست آمد. نهایتا معادله ثابت سرعت با استفاده از یک معادله چهار پارامتری با درصد خطای پایین محاسبه و پارامترهای تنظیم شونده گزارش شدند. نتایج بدست آمده از تئوری rrkm برای مسیر های r1 و r2 با تجربه مقایسه شده اند. نهایتا منحنی انرژی درون یابی شده بدست آمده است.

زانتین (7،3- دی هیدرو- پورین-6،2- دی اون)، یک باز پورین است که در بیشتر بافت ها و مایع ها و دیگر اندام های زنده بدن انسان یافت می شود.محاسبات تئوری بر روی توتومرهای زانتین با استفاده از gaussian 9 و gauss-view برنامه تجسم مولکولی بر روی کامپیوترشخصی انجام شد. مطالعات بر روی ساختار توتومرها در فاز گازی و چندین حلال مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برهم کنش ویژه توتومر با یک مولکول آب با روش تابع عاملیت دانسیته (dft/b3lyp) با سطح پایه 6-311++g(d,p) مورد بررسی قرار گرفت. به علاوه، تغییر ممان دو قطبی در فاز گازی و اثر حلال خاص با افزایش یک مولکول آب نزدیک مرکز الکترون دوستی توتومر ها، حالت گذار انتقال پروتون به وسیله یک مولکول آب بررسی شد و تغییرات nbo در اتم نیز مورد بررسی قرار گرفت.

در این پایان نامه تجزیه حرارتی متیل تری کلروسیلان در دماهای 845 ، 918، و 956 ‏‎k‎‏ وهمچنین در محدوده فشارهای 23 تا 70 میلی متر جیوه بررسی شده است.برای این آزمایش متان ، کلرو متان و اتان به عنوان محصولات مشاهده شدند.با اندازه گیری غلظت این محصولات و بدست آوردن نسبت آنها به زمان آزمایش ، سرعت تشکیل متان ، کلرو متان و اتان محاسبه شد.در این آزمایش از دو راکتور با شعاعهای مختلف استفاده شد.که در نتیجه هیچگونه واکنش سطح مشاهد نشد.در این مطالعه برای اولین بار ثابت سرعت واکنش تجزیه حرارتی متیل تری کلرو سیلان در فشارهای مختلف اندازه گیری شد و همچنین برای این واکنش یک مکانیسم پیشنهاد شد.