بررسی تاثیر میزان کشیدگی نانولوله bn روی خواص فیزیکی آن و مطالعه واکنش انتقال پروتون در مشتقات ایمیدازول

در قسمت اول این تحقیق اثر قطر و طول بر خواص الکترونی و ساختاری نانولوله های تک دیواره بور نیترید 3(0,4) ،3(0,5) ،3(0,6) ،5(0,4) ،5(0,5) و 5(0,6) در طی کرنش مورد بررسی قرار گرفته است. بهینه سازی ساختاری در سطح b3lyp/6-31+g* انجام شده است. در فرایند کرنش، اتم های b و n در دو لایه انتهایی نانولوله بور نیترید ثابت نگه داشته شده و فرایند بهینه سازی در سطح محاسباتی مورد نظر انجام شده است. آنالیز اوربیتال پیوند طبیعی توسط برنامهnbo موجود در گوسین 3 روی توابع موج به دست آمده در همین سطح انجام شده است. علاوه بر این، خواص مکان شناختی چگالی الکترونی با استفاده از روش اتم ها در مولکول ها (aim) روی توابع موج به دست آمده در سطح فوق انجام شده است. مقادیر مربوط به شکاف نوار، انرژی های اتصال، ممان دوقطبی، پیچش شعاعی، پتانسیل شیمیایی الکترونی، سختی و نرمی شیمیایی و فاکتور الکترون دوستی محاسبه شده است. از آنجایی که با افزایش قطر نانولوله مقادیر انرژی اتصال افزایش می یابد، پایداری آنها بیشتر می شود. مقادیر مربوط به پیچش شعاعی با افزایش قطر افزایش می یابد. از طرف دیگر، شکاف نوار با افزایش قطر نانولوله نیز افزایش می یابد. در قسمت دوم این تحقیق، اثرات آب پوشی و خودتجمعی بر مکانیسم واکنش انتقال پروتون در متی مازول (3- متیل- 1-h - ایمیدازول- 2( 3-h )-تیون و 1-h - ایمیدازول– 2( 3- h) تیون بررسی شده است. بهینه سازی ساختاری در سطح b3lyp/6-311++g(2d,2p) انجام شده است. انرژی های اتصال کمپلکس ها تشکیل شده در فرایند خود تجمعی بیشتر از فرایند انتقال پروتون به کمک مولکول های آب است. همچنین، نتایج نشان دهنده پایداری بیشتر کمپلکس های تیون نسبت به کمپلکس های تیولی مربوطه است. سد انرژی برای واکنش انتقال پروتون درون مولکولی به مقدار چشمگیری بیشتر از تاتومریزاسیون انتقال پروتون خودتجمعی و انتقال پروتون به کمک مولکول های آب است. انتقال پروتون درون مولکولی هم از لحاظ ترمودینامیکی و هم از لحاظ دینامیکی سخت تر از فرایندهای خودتجمعی و به کمک مولکول های آب است. داده های aim نشان دهنده طبیعت شبه کووالانسی برهمکنش s?h و طبیعت الکتروستاتیکی برهمکنش o?h در کمپلکس های ایجاد شده با مولکول های آب است. واکنش انتقال پروتون در 2- تیواکسیو ایمیدازولیدین- 4- اون از طریق مکانیسم های درون مولکولی کتو- انول و تیون- تیول با استفاده از روشهای b3lyp و mp2 در فاز گازی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. سازگاری خوبی بین نتایج b3lyp و mp2 مشاهده شده است. با رفتن از حالت پایه به حالت گذار، تغییر در پارامترهای ساختاری در فرایند تاتومریزاسیون درون مولکولی کتو- انول بیشتر از انتقال تیون- تیول است. در هر دو سطح محاسباتی، سد انرژی تاتومریزاسیون انول- کتو درون مولکولی و به کمک مولکول های آب بیشتر از تاتومریزاسیون تیون- تیول مربوطه است. همچنین،سد انرژی واکنشهای تاتومریزاسیون انتقال پروتون درون مولکولی به طور چشمگیری بیشتر از تاتومریزاسیون به کمک مولکول های آب مشاهده شده است. نتایج nbo نشان می دهد بار الکترونی اتم های هیدروژن انتقال یافته در مکانیسم فرایند انتقال پروتون درون مولکولی بیشتر از مکانیسم انتقال پروتون به کمک مولکول های آب تغییر یافته است. همچنین، واکنش انتقال پروتون در 3- متیل- 1- h-2( 3- h) سلون (msei) و 1- h- ایمیدازول- 2( 3-h) سلون ) (seiدر سطح b3lyp/6-311++g(2d,2p) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج b3lyp پیش بینی می کند که فرایند انتقال پروتون درون مولکولی در msei و sei مشکل تر از فرایند انتقال پروتون به کمک مولکول های آب است. همچنین نتایج نشان دهنده پایداری بیشتر کمپلکس های سنول نسبت به کمپلکس های سلونی مربوطه است. انرژی برهمکنش پیوند هیدروژنی nh?se در msei و sei به ترتیب برابر با 3/31- و 7/32 کیلوژول بر مول است. مقادیر انرژی های اتصال با در نظر گرفتن تصحیح انرژی نقطه صفر در کمپلکس های خودتجمعی بیشتر از کمپلکس ها با مولکول آب مشاهده می شود. داده های aim بیانگر طبیعت شبه کووالانسی برهمکنش se?h و الکتروستاتیکی برهمکنش o?h در کمپلکس های ایجاد شده با آب است.