دراسة الخصائص الطيفية والحرارية لجزيئتي (CO ،CO2) باستخدام طرائق الكم الشبه تجريبية == Study of Spectroscopic And Thermodynamic Properties Of (CO ,CO2) Molecules By Using The Semiemperical Quantum Methods
Author name:
مشتاق طالب جاسم الهلالي
Supervisor name:
محمد تقي حسين | كاظم حسن حسين الموسوي
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Master
University:
Mustansiriyah University - College Of Science
Language:
Arabic
University location:
Baghdad
First pages:
26T1934 - p.pdf
Abstract:
تم في هذا البحث دراسة نوعين من الجزيئات الخطية هما جزيئة ثاني اوكسيد الكاربون كنموذج للجزيئات الخطية متعددة الذرات وجزيئة احادي اوكسيد الكاربون كنموذج للجزيئات الخطية ثنائية الذرة، وشملت هذه الدراسة خواصها الطيفية والحرارية حيث تم حساب الشكل الهندسي الفراغي للجزيئة ورسم منحني طاقة الجهد لها ومنه تم حساب طاقة الجزيئة الكلية عند وضع التوازن للجزيئة حيث كانت قيمة الطاقة الكلية لجزيئة CO2 ( - 706.159ev) عند طول اصرة (C - O) (1.2Ao) والطاقة الكلية لجزيئة CO ( - 411.166ev) عند طول اصرة (C - O) (1.2Ao)، كذلك ومن خلال منحني طاقة الجهد تم حساب طاقة التفكك الطيفية للجزيئة حيث كانت طاقة التفكك الطيفية لجزيئة CO2 تساوي (6.8ev)، بينما كانت طاقة التفكك الطيفية لجزيئة CO تساوي (14.95ev).كذلك تم حساب الترددات الاهتزازية عند وضع التوازن وانماط الاهتزاز الاساسية والاطوال الموجية لكل جزيئة، وتم ايضا حساب مستويات الطاقة لكل جزيئة ومعرفة طاقة اعلى مدار جزيئي مشغول EHOMO وطاقة ادنى مدار جزيئي غير مشغول ELUMO حيث كانت قيمتها لجزيئة CO2 ( - 12.735ev) و(1.035ev) على التوالي وقيمتها لجزيئة CO ( - 13.03ev) و(0.563ev) على التوالي.وكذلك تم حساب فجوة الطاقة وجهد التاين لكل جزيئة حيث كانت قيمة فجوة الطاقة لجزيئة CO2 تساوي (13.77ev) وجهد تاينها (12.735ev) بينما كانت فجوة الطاقة لجزيئة CO تساوي (13.59ev) وجهد تاينها (13.03ev).كما تم ايضا ومن خلال برنامج Hyperchem توضيح كثافة الشحنة الكلية (Total charge density) وجهد الكهربية الساكنة (Electrostatic potential) لكل جزيئة بالرسومات ذات البعدين والثلاثة ابعاد بالاضافة الى عزم ثنائي القطب حيث كان لجزيئة CO2 (0.0002831 deby) ولجزيئة CO (0.185 deby).كذلك تمت دراسة الخواص الحرارية (الثرموديناميكية) لكل جزيئة عند مدى حراري امتد من 100K الى 2000K حيث كانت قيم الخواص الحرارية لجزيئة CO2 وCO عند حرارة 298K كالاتي : الجزيئة Molecule السعة الحراريةHeat Capacity (Cal/K.mol) حرارة التكوينHeat of Formation(Kcal/mol) الانتروبيEntropy (Cal/K/mol) الانثالبيEnthalpy (Cal/mol)CO2 9.472 - 86.039 53.009 2340.340CO 6.9589 - 19.751 47.2 2065.849وتم رسم العلاقات البيانية بين هذه الخواص ودرجة الحرارة ومناقشة النتائج بعد مقارنتها مع النتائج العملية.تمت هذه الحسابات جميعها باستخدام الطريقة شبه التجريبية MNDO - PM3 ومقارنتها بالطرائق شبه التجريبية الاخرى MINDO/3، AM1، MNDO، حيث اعطت نتائج اقرب الى النتائج العملية. | In this research we study two kinds of linear molecules they are carbon dioxide molecule as a type for the multi atoms and carbon monoxide as a type for he linear diatom molecule.We calculated some of spectroscopy and thermodynamic properties of these molecules. This included calculation of equilibrium geometry, potential curve, from this curve total energy of molecule at equilibrium distance calculated, for CO2 molecule total energy was ( - 706.159 ev) at bond length (C - O) (1.2Ao), for CO molecule total energy was ( - 411.166 ev) at equilibrium distance (1.2Ao). and from potential curve spectroscopy dissociation energy for these molecule were calculated, for CO2 equal (6.8 ev) and for CO equal )((14.95 ev).And calculated vibration frequencies at equilibrium state and basic vibrational modes, wave length and energy levels for each molecule, to determine energy of high occupied molecular orbital EHOMO and energy of low unoccupied molecular or orbital ELUMO, it has value ( - 12.735ev), (1.035ev) respectively for CO2 molecule, and for CO molecule ( - 13.03ev), )0.563ev) respectively.In this work calculated the energy gap and iozation potential for each molecule, where it has value of energy gap for CO2 molecule equal (13.77ev) and it has iozation potential (12.735ev); while the energy gap for CO molecule equal (13.59ev) and it has iozation potential (13.03ev).From the hyperchem program it explain the total charge density and electrostatic potential for each molecule by graphics at two dimension and three dimension. Although, the dipole moment of CO2 molecule equal to (0.0002831) deby, while to CO molecule equal to (0.185) deby.Thermal properties for each molecule at thermal range (100 - 2000)K was studied.Thermal properties values for CO2 and CO molecules at 298K shown in the table : Molecule Heat Capacity (Cal/K.mol) Heat of Formation(KCal/mol) Entropy (Cal/K/mol) Enthalpy (Cal/mol)CO2 9.472 - 86.039 53.009 2340.340CO 6.9589 - 19.751 47.2 2065.849and plotting graphic relations among these properties and temperature and discussion result and compared with experimental result.All calculations by using semiemperical method (MNDO - PM3) from among the other methods (MINDO/3, AM1, MNDO) because it gives close result for partial result.
