محاسبات کامل از اساس و dft در سطوح مختلف, بر روی تعداد زیادی از گونه ای حدواسط دو ظرفیتی شامل عناصر گروه 14 جدول تناوبی که همگی همو لوگ های کاربن با فرمول کلی xc4h3m و r2c4h2m که m = c, si, ge, (x = -nh2, -oh, -ch3, -h, -br, -cl, -f, -cf3, -no2) و (r = -ch3, -i-pr, -tert-bu) با ساختار کلی حلقوی پنج عضوی می باشد, انجام شده است. گونه های کاربنی همگی حالت الکترونی پایه سه تایی دارند, ولی همرده های سیلیلنی و ژرمیلنی همگی حالت الکترونی پایه یکتایی دارند. اثر استخلاف های مختلف در موقعیت آلفا و بتا بر میزان انرژی نسبی, ساختارهای هندسی و شکاف انرژی یکتایی- سه تایی آنها نشان داد که استخلاف های الکترون دهنده و الکترون گیرنده ترتیب پایداری متفاوتی را ارائه می کنند. گروه های آلکیل بر روی حالت الکترونی این گونه ها اثر زیادی دارند. به طوری که برای کاربن ها نتایج, نشان دهنده اثر پایدارکنندگی قوی, با اثرات فضایی کم (r = -ch3) در موقعیت دوم و پنجم مرکز کاربنی سه تایی و اثر پایدارکنندگی نسبی استخلاف های (-i-pr, -tert-bu) در موقعیت دوم و پنجم مرکز کاربنی سه تایی می باشد. برای سیلیلن ها و ژرمیلن ها نتایج نشان دهنده اثر پایدارکنندگی قوی, با اثرات فضایی کم (r = -ch3) در موقعیت دوم و پنجم مرکز سیلیلنی و ژرمیلنی یکتایی و اثر پایدارکنندگی نسبی استخلاف های (-i-pr, -tert-bu) در موقعیت دوم و پنجم مرکز سیلیلنی و ژرمیلنی یکتایی می باشد.

کاربنها حدواسطه های خیلی فعالی بوده که بسیار مورد توجه شیمیدانان قرار گرفته اند. در این تحقیق ابتدا محاسبه کوانتمی انرژی یکتایی و سه تایی کاربنهای سه عضوی شامل ساختارهای:الف) ,c2h2mب) ,c2h4mپ) c2h6m که(m=si, ge, sn ,pb) صورت گرفت. سپس محاسبه کوانتمی انرژی یکتایی و سه تایی کاربنهای چهار عضوی شامل ساختارهای:ت) ,c3h4m.ج) c3h6mانجام گرفت.و در آخر مقایسه بین سیستم حلقوی سه عضویی و چهار عضویی وسیستم حلقوی پنج عضویی شامل :ح),c4h4mخ) ,c4h8m د) ,c4h6m که(m=si, ge, )sn ,pb) صورت گرفت. ترکیبات مورد نظر با استفاده از نرم افزارگوسین بهینه شد وانرژی درونی(e)، آنتالپی (h) و انرژی آزاد گیبس (g محاسبه شد.همچنین اختلاف انرژی درونی ?e (s–t)، اختلاف آنتالپی ?hs–t واختلاف انرژی آزاد گیبس ?gs-t محاسبه شد.روش بکار رفته b3lyp و مجموعه پایه استفاده شده 6-311++g** می باشد.

در این پایان‏نامه با استفاده از نرم‏افزار گوسین 98 نسخه a7 محاسبات dft روی ترکیبات سه عضوی کاربنی و آنالوگ های سنگینشان انجام شده است. بهینه‏سازی ساختاری کامل و محاسبات تئوری کامل به وسیله روش b3lyp و مجموعه پایه 6-311++g** روی حالت های یکتایی و سه‏تایی حلقه‏های سه عضوی کاربنی x2c2m, xh3c2m , xhc2m که (x = -nh2, -oh, -ch3, -h, -br, -cl, f, -cf3, -no2 وm = c, si, ge, sn, pb )انجام شده است. اثر استخلاف‏های مختلف در موقعیت آلفا، در حالت های مختلف (1- اتصال یک استخلاف در موقعیت آلفا 2- اتصال دو استخلاف در دو موقعیت آلفا) بر میزان انرژی نسبی، ساختارهای هندسی و شکاف انرژی یکتایی- سه‏تایی آن ها نشان داد که استخلاف‏های الکترون‏دهنده و الکترون‏گیرنده ترتیب پایداری متفاوتی را ارائه می‏کنند. نتایج نشان داد که برای تمام ترکیبات سه عضوی حلقوی , xh3c2m, xhc2m x2c2m، حالت یکتایی نسبت به حالت سه‏تایی پایدارتر است و همچنین اختلاف انرژی آزاد گیبس ?gt-s، نشان داد که گروه های اکترون دهنده و الکترون کشنده نسبت به استخلاف (x=h) باعث ناپایداری حالت یکتایی می‏شوند و برای xhc2m، در بیشتر موارد این کاهش برای استخلاف های الکترون کشنده بیشتر از الکترون دهنده می باشد. برای ترکیبات سه عضوی حلقوی x2c2m برای حالتی که m = c, si, ge, sn، گروه‏های الکترون‏دهنده اختلاف انرژی ?gt-s را افزایش، و گروه‏های الکترون‏کشنده اختلاف انرژی را کاهش می‏دهند ولی برای حالتی که m = pb گروه‏های الکترون‏کشنده اختلاف انرژی را افزایش و گروه‏های الکترون‏دهنده اختلاف انرژی را کاهش می‏دهند. برای ترکیبات سه عضوی حلقوی xh3c2m در هر سه ترکیب کاربن، سیلیلن و ژرمیلن گروه‏های الکترون‏کشنده اختلاف انرژی را افزایش و گروه‏های الکترون‏دهنده اختلاف انرژی را کاهش می‏دهند. همچنین نسبت بین همه پارامترها از قبیل اختلاف بین همه انرژی‏ها، پارامترهای هندسی، بار nbo روی اتم ها، انرژی‏های homo و lumo و ممان دوقطبی، نیز بدست آمده‏اند.

در این پایان‏نامه با استفاده از نرم‏افزار گوسین 98 نسخه a7 محاسبات کامل از اساس و dft به وسیله روش b3lyp و مجموعه پایه 6-311++g**، بر روی حالت های یکتایی و سه‏تایی تعداد زیادی از گونه های حدواسط دو ظرفیتی شامل عناصر گروه 14 جدول تناوبی که همگی همولوگ های کاربن با فرمول کلی xc6h7m و r2c6h6m که m = c, si, ge, sn, pb، (x = -nh2, -oh, -ch3, -h, -br, -cl, -f, -cf3, -no2) و (r = -ch3, -i-pr, -tert-bu) می باشد، انجام شده است. اثر اس مطالعه گردید. برای کاربن ها حالت پایه سه تایی بدست آمد. در ترکیبات r2c6h6m حالت پایه یکتایی برای m = si, ge, sn, pbبدست آمد. در تمام ترکیبات xc6h7m و r2c6h6m که (m = c, si, ge, sn, pb) اختلاف انرژی آزاد گیبس?gt-s از m = c به سمت m = ge افزایش می-یابد و از m = ge به سمت m=pb کاهش می یابد. همچنین نسبت بین همه پارامترها از قبیل اختلاف بین همه انرژی‏ها، پارامترهای هندسی، بار nbo روی اتم ها، انرژی‏های homo، lumo، ممان دوقطبی، سختی شیمیایی و الکتروفیلیسیته نیز بدست آمده‏اند. تخلاف‏های مختلف در موقعیت آلفا(?) و بتای(?) سیستم حلقوی هفت عضویی xc6h7m بر ساختارهای هندسی و شکاف انرژی یکتایی- سه‏تایی آن ها نشان داد که استخلاف‏های الکترون‏دهنده و الکترون کشنده ترتیب پایداری متفاوتی را ارائه می کنند. برای موقعیت آلفای ترکیبات هفت عضویی حلقوی xc6h7m درحالتی کهm = c, si, ge, sn, pb گروه‏های دهنده اختلاف انرژی را کاهش و گروه‏های اکترون‏کشنده اختلاف انرژی را افزایش می‏دهند. برای موقعیت بتای ترکیبات هفت عضویی حلقویxc6h7m درحالتی که m = c, si, ge, sn, pb گروه‏های دهنده اختلاف انرژی را کاهش و گروه‏های الکترون‏کشنده اختلاف انرژی را افزایش می‏دهند. اثر فضایی گروه های آلکیل (r= -ch3, -i-pr, -tert-bu) بر روی موقعیت آلفا(?)ی ترکیبات r2c6h6m

در سال 1863 یک شیمیدان فرانسوی هیدروکربن ناشناخته ای را از پیرولیز آمیل الکل جدا کرد و در سال 1886 ساختار این هیدروکربن بعد از اینکه هنری ادوارد ارمسترونگ آن را از بین محصولات پیرولیز نفت خام جدا کرد، به صورت بوتادی ان شناخته شد. 3،1 –بوتادی ان یک دی ان مزدوج ساده است . آن یک ماده شیمیایی صنعتی مهم است که به عنوان مونومر در تولید لاستیک های سنتزی بکار گرفته می شود اکثرا بوتادی ان ها برای تولید لاستیک سنتزی پلیمریزه می شوند پلی بوتادی ان پلیمر خیلی نرم و تقریبا ماده ای آبکی است که از مخلوط بوتادی ان با استایرن یا اکریلونیتریل تهیه می شود. بوتادی ان برای سیستم مرکزی اعصاب زیان آوراست و علایم آن مثل تیرگی، انحراف، دید چشم، سرگیجه، خستگی عمومی، کاهش فشار خون، سردرد، تهوع، کاهش سرعت ضربان و ضعف مشاهده می شود. در راستای مطالعات انجام شده در سنتز دی ان ها، یک روش جدید برای سنتز دی ان های عامل دار شده، واکنش آمین های نوع دوم 1 و ترکیبات 1 و 3-دی کربونیل فعال 2 با ترکیبات استیلنی کم الکترون 3 در حلال آب در دمای 45 درجه سانتیگراد می باشد که دی ان های عامل دار شده را با بازده بالا تولید می کند.

دراین پایانامه اثر گروه های الکترون دهنده وکشنده از جمله -no2,-cf3,-f,-cl,-br,-h,-ch3,-oh,-nh2 در موقعیت های سیس و ترانس بر روی پایداری حالت یکتایی و سه تایی ساختار کاربنی و آنالوگ های سنگین آن شامل سیلیلن ها , ژرمیلن ها , استانیلن ها وپلمبیلن ها در یک سیستم حلقوی سه عضوی بررسی می شود. پایداری با تعیین انرژی های کل (et) ، آنتالپی (h) , انرژی آزاد گیبس(g) , انـــرژی درونی ( e), اختلاف انرژی کل ?et(t–s) ، اختلاف آنتالپی ?ht-s،اختلاف انــرژی آزاد گیبـس ?gt-s , اختــلاف انــرژی درونی ?et-s , طول پیوند بر حسب آنگسترم , زاویه پیوندی برحسب درجه , همچنین آنالیز nbo برای بارهـــــای اتمی و ممــان دوقطبـــی dipole moment , انـــرژی اوربیتـــال های homoو lumo , سختی شیمیایی (?) , پتانسیل شیمیایی(µ) , الکتروفیلیسیته(?) و قطبش پذیری (?) مورد بررسی قرار می گیرد.