کمّی کردن کایرالیته و یافتن یک شاخص به دلیل کاربرد آن در حل بسیاری از مسائل شیمی سنتز، کاتالیز، داروسازی و علم مواد و امروزه به دلیل اهمیت آن در پیش بینی میزان چرخش نوری و استفاده در علوم و فناوری نانو، مورد توجه روزافزون محققان قرارگرفته است. بیشتر تلاش های صورت گرفته برای کمّی سازی کایرالیته براساس تقارن هسته ای استوار بوده است اما از آنجاکه بیشتر ویژگی های مولکولی وابسته به توزیع چگالی الکترونی است، یک شاخص مناسب باید دربرگیرنده ی نقش توزیع چگالی الکترونی در میزان بی تقارنی و کایرالیته باشد. در این پایان نامه، یک معیار کمّی برای میزان خروج تابع توزیع چگالی الکترونی از یک تقارن خاص معرفی شده است. محاسبات تابع توزیع الکترونی در سطح نظری برهمکنش آرایشی (ci) و با مجموعه پایه 6-311++ g** انجام شده است. خانواده مولکول هایbxyz (x, y, z= h, f, cl, br) مجموعاً بیست مولکول، با تقارن مرجع d3h، خانواده مولکول هایnxyz (x, y, z= h, f, cl, br) و خانواده مولکول هایpxyz (x, y, z=h, f, cl, br) مجموعاً چهل مولکول با تقارن مرجع c3v و خانواده مولکول هایcxyzt (x, y, z,t=h, f, cl, br) مجموعاً بیست وسه مولکول با تقارن مرجع td به عنوان مدل در نظر گرفته شده اند. شاخص خروج ازتقارن براساس جمع اختلاف چگالی نقطه ای قبل و بعد از تبدیلات هندسی متنوع (شامل اعمال تقارنی تعریف شده در گروه نقطه ای مرجع) برای هر یک از مولکولهای مورد نظر محاسبه و تحلیل شده است. نتایج این محاسبات نشان می دهد که با بزرگ شدن مولکول و افزایش تعداد الکترون های آن، مقدار شاخص خروج ازتقارن کوچک تر می شود. در ادامه، شاخص خروج ازتقارن با در نظرگرفتن الکترون های اوربیتال های پیوندی و بر اساس نظریه ی اتم-در-مولکول به دست آمده است. بررسی همبستگی بین مقادیر شاخص های خروج ازتقارن و چرخش نوری مولکول ها بخش دیگری از این پژوهش است. به دلیل وجود عوامل متعدد و پیچیده در میزان چرخش نوری مولکول ها ارتباط مستقیمی بین مقدار شاخص و میزان چرخش نوری مولکول ها یافت نشد. در ادامه شاخص خروج ازتقارن برای چند مولکول خانواده nxyz (x, y, z=h, f, cl br) در اولین حالت برانگیخته محاسبه شده و با مقادیر شاخص ها در حالت پایه آن ها مقایسه شده است. بررسی ارتباط شاخص با ساختار هندسی و الکترونی مولکول ها بخش دیگری از پژوهش انجام شده می باشد. در پایان تأثیر حرکات ارتعاشی در مقدار شاخص خروج از تقارن بررسی و تحلیل شده است.

هدف این پژوهش مطالعه ساختار توزیع فضایی و اربیتالی الکترون دام افتاده در قفس های درون مولکولی آدامانتان و سیلاآدامانتان با استفاده از روش های شیمی کوانتومی محاسباتی ازاساس می باشد. در فصل اول، مقدمه ای مفصل درباره ی روش های شیمی محاسباتی و پژوهش های آزمایشگاهی و نظری انجام شده بر روی آدامانتان ارائه شده است. در پایان این فصل، انگیزه و اهداف این پژوهش تشریح شده است. در فصل دوم، ساختارهای بهینه شده و خواص پیوندی و الکترونی محاسبه شده برای آدامانتان های مختلف مورد مطالعه قرار می گیرد و روند تغییرات این خواص با تغییر استخلاف مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در فصل سوم, خواص الکترونی و پیوندی، سطوح انرژی های اربیتالی و خواص طیفی محاسبه شده در حضور تابع پایه ی شناور (fbf) مورد مطالعه قرار می گیرد و روند تغییرات این خواص با تغییر گروه های عاملی بررسی می شود. برای توصیف چگالی الکترونی در مرکز قفس و تأثیر fbf نیز بر روی آن، نظریه ی اتم در مولکول (aim) مورد استفاده قرار گرفته است که در انتهای فصل 3 به آن پرداخته شده است. در فصل چهارم, خواص الکترونی و پیوندی محاسبه شده برای آدامانتان های مختلف در حضور بار نقطه ای واقع شده در مرکز قفس این مولکول ها مورد مطالعه قرار می گیرد. هندسه ی تمامی مولکول های مطالعه شده در این پژوهش, با محاسبات ازاساس در سطح نظریه ی تابعی چگالی, با تابعیت b3lyp و مجموعه پایه ی 6-311++g(d,p) بهینه شده و تمامی خواص در همین سطح نظری و با همین مجموعه پایه به دست آمده است. بررسی نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان می دهد که حضور انواع استخلاف ها در آدامانتان های مختلف بر روی ساختار هندسی، الکترونی و توزیع بار الکتریکی اثرات متفاوتی دارد. در حضور fbf ، کسر بار الکتریکی اضافی توزیع شده در اتم های اسکلتی و بیرونی مولکول های مورد نظر تغییر می کند. بطور کلی، در مولکول های مورد مطالعه حضور fbf باعث تغییر سطح انرژی اربیتال های اشغال شده و مجازی می گردد. حضور fbf باعث تنوعی از تغییرات در شکل اربیتال ها، ازجمله فشردگی چگالی احتمال الکترون به سمت مرکز قفس مولکولی، می شود. حضور fbf در مشتقات آدامانتان و سیلاآدامانتان در اغلب موارد باعث کاهش فواصل بین اتمی در اسکلت این قفس های مولکولی گردیده است. در حضور fbf ، انرژی برهمکنش های بین اربیتال های پذیرنده و دهنده (در قاموس نظریه ی nbo) در آدامانتان ها تحت تأثیر تابع پایه ی شناور تغییر می یابد. بطور کلی، در حضور fbf ، مقادیر انرژی الکترونی و انرژی کل در آدامانتان ها کاهش می یابد. بررسی طیف ارتعاشی نشان می دهد که حضور fbf در اغلب موارد, باعث تغییر شدت شدیدترین ارتعاشات و جابجایی این ارتعاشات می گردد. بررسی نتایج اتم در مولکول (aim) تأثیر قابل ملاحظه ی fbf بر روی توصیف چگالی الکترونی در مرکز قفس را نشان می دهد. مطالعه ی نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان می دهد که تأثیر حضور بار نقطه ای در مرکز مولکول های قفسی آدامانتان ها بر روی خواص الکتریکی و پیوندی محاسبه شده ی این مولکول ها با تأثیر الکترون اربیتالی متفاوت است و بنابراین الکترون اضافی در آدامانتان های باردار هرگز به صورت نقطه ای در مرکز قفس قرار نمی گیرد.

در سال 1893 برای اولین بار یک واکنش چند جزئی توسط پی یترو بیگینلی کشف شد که شامل سنتز دسته ای مهم از ترکیبهای آلی هتروسیکل موسوم به 2-اکسو-4،3،2،1-تتراهیدروپیریمیدینها بود که از تراکم یک آلدهید، اوره و ?- کتواستر در حضور مقادیر کاتالیتیکی از هیدروکلریک اسید و در حلال اتانول بدست آمدند. این ترکیبها و محصولهای بدست آمده از اکسایش آنها از اهمیت بیولوژیکی زیادی برخوردار هستند. در این پروژه، ابتدا برخی 2-اکسو-1،3،2،4-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها تحت شرایط گرمایی و تابش امواج ریزموج در حضور کاتالیست زیرکونیوم (iv) کلراید و در حلال استونیتریل سنتز شد. در مرحله بعد اکسایش این ترکیبها به وسیله تترابوتیل آمونیوم پراکسی دی سولفات تحت شرایط گرمایی، تابش ریزموج، تابش امواج فراصوتی به همراه گرما و همچنین رفتار فتوشیمیائی آنها مورد بررسی قرار گرفت. اکسایش 2-اکسو-4،3،2،1-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها در حلال استونیتریل خشک تحت شرایط گرمایی، تابش ریزموج، تابش امواج فراصوت به همراه حرارت منجر به تشکیل محصولهای 2-اکسو-1،2-دی هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدهای مربوطه شد. مقایسه نتایج واکنشها نشان می دهد که تابش ریزموج و یا امواج فراصوت باعث کاهش نسبت اکسیدان به ماده اولیه و همچنین کاهش زمان واکنش گردید. در ادامه رفتار فوتوشیمیایی این ترکیبات نیز مورد بررسی قرار گرفت. بر خلاف واکنش نوری این ترکیبات در فاز جامد، اکسایش نوری آنها در حلال استونیتریل منجر به تشکیل محصولاتی مشابه واکنش گرمایی شد. سرعت اکسایش گرمایی و نوری بسته به طبیعت استخلافهای روی موقعیتهای 4 و 5 حلقه هتروسیکل می باشد. رفتار الکتروشیمیایی این ترکیبها نیز مورد بررسی قرار گرفت و پتانسیل اکسایش آنها به وسیله ولتامتری چرخه ای اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده نیز نشان داد که پتانسیل اکسایش بیشتر تحت تاثیر استخلاف موقعیت 4 حلقه هتروسیکل قرار می گیرد. ساختار بهینه 2-اکسو-4،3،2،1-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها و نیز 2-اکسو-2،1-دی هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها، با استخلاف های گوناگون به وسیله روش محاسباتی b3lyp/6-31++g**، مورد بررسی قرار گرفت. یافته های بدست آمده نشان می دهد که حلقه هتروسیکل در 2-اکسو-4،3،2،1-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها به صورت شبه قایقی می باشد که گروه آریل در موقعیت 4 حلقه هتروسیکل به صورت شبه محوری جهت گیری کرده است. همچنین، میزان انحراف اتم های نیتروژن موقعیت 1 و کربن موقعیت 4 از حلقه هتروسیکل، گشتاور دوقطبی الکتریکی، گرمای تشکیل و گرمای واکنش اکسایش محاسبه شد. در مورد بعضی از ترکیبها ساختار بهینه واسطه های کاتیون رادیکالی و رادیکالی که در مسیر واکنش اکسایش تولید می شوند، نیز بدست آمد و مشخص شد که در واکنش اکسایش انتقال الکترون از اتم نیتروژن موقعیت 1 صورت می گیرد.

مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد که نانولوله های کربنی می توانند با حمل مواد مختلف از درون غشاهای سلولی به عنوان ناقلان مولکولی عمل کنند. این کاربردها مربوط به توانایی نانولوله در انتقال یک سیال و بخصوص محلول های آبی در مقیاس نانو می باشد. به همین دلیل, مطالعه سامانه های آب-نانولوله در علوم و فناوری نانو همواره از اهمیت زیادی برخوردار بوده است. در نانوچنبره ها، علاوه بر انحنای موجود در نانولوله ها، یک انحنای دیگر نیز وجود دارد که مربوط به نحوه ی پیچش نانولوله برای تشکیل چنبره است. بنابراین، به نظر می رسد, رفتار جریان مولکولی در نانوچنبره ها با رفتار جریان مولکولی در نانولوله ها متفاوت باشد. هدف این پژوهش مطالعه دینامیک جریان نفوذی مولکول های آب, در نانوچنبره های حاصل از نانولوله کربنی زیگزاگ با شعاع های معین می باشد. در اولین بخش، هندسه انواع مختلف نانوچنبره های کربنی با استفاده از تبدیلات ریاضی برروی مختصات اتم های نانولوله مادر تولید شد. به این منظور، از یک ضریب فشردگی- کشیدگی استفاده می شود تا هنگام تبدیل نانولوله به نانوچنبره، بخش های درونی و بیرونی دو سر نانولوله کاملاً بر هم منطبق شوند. سپس در مرحله بعدی, با استفاده از روش دینامیک مولکولی آسوده، هندسه حاصل به صورت جزئی بهینه می گردد. براساس معیار سقف ضریب کشیدگی برای نانوچنبره های نوع زیگزاگ و با در نظر گرفتن برهمکنش های غیرپیوندی بین مولکول های آب و اتم های کربن در نانوچنبره، نانوچنبره های (0و13), (0و14) و (0و15) برای مطالعه جریان نفوذی مولکول های آب انتخاب شدند. در مرحله بعدی، تعدادی مولکول آب در ناحیه محدودی از نانوچنبره ها توزیع شد و با استفاده از میدان نیروی ترساف، محاسبات md برای شبیه سازی جریان نفوذی مولکول های آب درون نانوچنبره ها انجام شد. نتایج حاصل از شبیه سازی مولکول های آب در نانوچنبره ی (0و15) درمدت زمان ps 200 نشان می دهد مولکول های آب تمایل به برقراری پیوندهای هیدروژنی داشته و تمامی فضای فاز بخار را می پیمایند. همچنین, با افزایش دما و به دنبال آن افزایش انرژی جنبشی میزان افت وخیز در توزیع زاویه بردار گشتاور دوقطبی مولکول آب نسبت به بردار شعاعی نانوچنبره در محل اکسیژن آن مولکول, افزایش می یابد. با افزایش زمان شبیه سازی به ns 2 و انجام محاسبات شبیه سازی برروی نانوچنبره های (0و13), (0و14) و (0و15), با نزدیک شدن سامانه به نقطه تعادلی, میزان افت وخیز درmsd کاهش می یابد و در زمان های طولانی پس از تعادل رسانی, به کمترین میزان خود می رسد. ضریب نفوذ اتم های اکسیژن با استفاه از کمیت msd در این نانوچنبره ها محاسبه شد. مقدار این کمیت در راستای محورهای x و y از مرتبه cm2/s 8-10 و در راستای محور z و بردار موقعیت r, از مرتبه 11-10 می باشد.

ویژگی های ساختاری، پیوندی و الکترونی همتافت های رنگینه های آنتراکینون و 1-آریل آزو-2-نفتول و سلولز i? با استفاده از روش b3lyp/6-31g** براساس ساختارهای بهینه شد? جزئی و کامل مطالعه شده است. نتایج به دست آمده برای همتافت های رنگین? آنتراکینون و سلولز نشان می دهند که جهت گیری مولکول آنتراکینون روی صفح? سلولز اثر کمی روی فاصل? متوسط بهینه شده و انرژی الکترونی تشکیل دارد. علاوه بر این، ارتقاء مجموع? پایه از 6-31g* به 6-31g** و اثر آزاد گذاشتن تعدادی از گروه های عاملی سلولز در بهینه سازی همتافتی از رنگینه-آنتراکینون/سلولز مطالعه شده است. مقادیر محاسبه شده ثابت های تعادل تاتومری، kt، و هندس? همتافت های بهینه شده رنگینه های آزو نشان می دهند که تاتومر هیدرازون (hy) هر رنگین? آزو جذب قوی تری از تاتومر آزو (a) ایجاد می کند. تاتومر hy در حالت آنیونی ( ) قوی ترین برهمکنش را با سطح سلولز نشان می دهد. مطابق با تحلیل های اوربیتال پیوند طبیعی (nbo)، یک جابجایی بار قابل ملاحظه بین گروه های عاملی و رنگینه ها و سطح سلولز رخ می دهد که می تواند به عنوان منبع اصلی انرژی برهمکنش بزرگ رنگینه-سلولز تلقی شود. تحلیل های نظریه اتم ها در مولکول ها (aim) وجود پیوندهای هیدروژنی و وان دروالسی را بین رنگینه های آزو و سلولز تایید می کند. علاوه بر این، یک توافق بسیار خوب بین تعداد پیوندهای هیدروژنی و انرژی های برهمکنش رنگینه-سلولز مشاهده شده است. طیف های جذبی الکترونی برای پائین ترین ده حالت برانگیخته و نمودارهای سطوح مرزی هم چگالی از اوربیتال های پیشین رنگینه ها در حالت گازی، طرح i، رنگینه ها در حالت محلول، طرح i+cpcm، رنگینه های جذب شده بر روی سطح سلولز (همتافت های رنگینه/سلولز) طرح ii و همتافت های رنگینه/سلولز با برهمکنش های برد بلند با محیط سلولزی، طرح ii+cpcm با روش های تابعی چگالی وابسته به زمان (td-dft) و طرح پیوسته قطبش پذیر شبه رسانا (cpcm) در سطح نظری b3lyp/6-31g** محاسبه و مطالعه شده اند. با افزایش ثابت دی الکتریک محیط، ?، از 1 به 5 (وارد کردن اثر حلال با محاسبات cpcm) و افزایش ممان دوقطبی حل شونده ها، قدرت نوسانگر انتقالات الکترونی متناظر با max? افزایش می یابد. طیف های الکترونی محاسبه شده پیش بینی می کنند که رنگینه های آزو جذب شده تقریباً به رنگ زرد و با قدرت رنگی عالی مشاهده می شوند. در توافق با مشاهدات تجربی، نتایج نشان می دهند که رنگینه های یونی به دلیل داشتن برهمکنش های الکتروستاتیکی و انتقال بار قوی تر با محیط سلولزی، رنگینه های مناسبی برای فرایند رنگرزی الیاف سلولزی هستند. علاوه براین، پیش بینی می شود که یک محیط قلیایی، فرایند رنگرزی الیاف سلولزی با رنگینه های آزو را تسهیل کند. جابجایی شیمیایی تشدید مغناطیس هسته ای (nmr) برای رنگینه های آزو در حالت گازی و حالات جذب شده و مخلوط تعادلی تاتومری آن ها در سطح نظری b3lyp/6-31g** محاسبه شده است. جابجایی شیمیایی nmr محاسبه شده برای هم? هسته های درگیر، انتقال بار و تشکیل پیوند هیدروژنی را تایید می کند. واکنش پذیری رنگینه های آزو و همتافت های سلولزی آن ها نسبت به اکسیژن مولکولی یگانه، 1o2، براساس نظری? اوربیتال مولکولی مرزی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که برای رنگینه های مطالعه شده غالباً واکنش های الکترون دوستی با عامل اکسید کنند? 1o2 به عنوان الکترون دوست، رخ می دهد. تاتومرهای 1-آریل آزو-2-نفتول با استخلاف (هسته دوست های نرم) و همتافت های آن ها با سلولز واکنش پذیری کم تری با 1o2 نشان می دهند و تحت کنترل ترمودینامیکی هستند؛ در حالی که تاتومرهای 1-آریل آزو-2-نفتول با استخلاف (هسته دوست های سخت) و همتافت های سلولزی آن ها نسبتاً واکنش پذیر و تحت کنترل سینتیک واکنش هستند. مطابق با نظریه اوربیتال مولکولی مرزی، رنگینه های آزو و همتافت های سلولزی موقعیت های حساس مشابه برای حمل? 1o2 دارند. مطالعات ترمودینامیکی نشان می دهند که واکنش های تجزی? نوری به استثناء واکنش حلقه افزایی تاتومرهای هیدرازون، گرمازا و خودبخودی هستند. محاسبات td-dft پدید? رنگ پریدگی را در طی واکنش تجزی? نوری تایید می کند.

چکیده ترکیب یک فلز و یا یک شبه فلز با کربن، کاربید نامیده می شود. مطالعه کاربیدهای فلزهای قلیایی و قلیایی خاکی، به علت واکنش پذیری بالا و ناپایداری گرمایی این ترکیب ها در شرایط محیطی، از نظر آزمایشگاهی با مشکل هایی همراه است. از طرف دیگر, اخیراً سنتز نانوساختارهای کربنی و ترکیب های گوناگون آلی با استفاده از بنیان c22- مورد توجه قرار گرفته است. نتیجه های آزمایشگاهی نشان می دهند که از واکنش کاربید لیتیم با گاز کلر، نانولوله های کربنی تولید می شود. این کاربرد به دلیل فراوانی کاربیدها در طبیعت و واکنش پذیری بالای آنها اهمیت زیادی دارد. از این رو، آگاهی از کلیه ویژگی های شیمیایی و فیزیکی کاربیدها برای طراحی بهینه واکنش ها و ارزیابی میزان موفقیت یک مسیر سنتزی پیشنهادی ضروری به نظر می رسد. هدف این پژوهش، مطالعه ساختار و ویژگی های پیوندی شبکه بلوری کاربیدهای لیتیم و بریلیم (li2c2 و bec2) با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی است. در اولین بخش، جزئیات بهینه سازی میدان نیرو و نتیجه های ناشی از مطالعه شبیه سازی دینامیک ملکولی نانوبلورهای li2c2 و رفتار انبوهه ای این بلور ارائه خواهد شد. در بخش دوم, شبیه سازی دینامیک ملکولی نانوبلور کاربید بریلیم جهت بهینه سازی میدان نیروی این شبکه مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج این پژوهش, مبنایی برای مطالعه محاسباتی و شبیه سازی تولید نانولوله های کربنی بر اساس واکنش کاربید لیتیم با گاز کلر خواهدبود. شبیه سازی های دینامیک ملکولی مقدماتی انجام شده بر روی نانوبلورهای کاربید لیتیم نشان دادند که میدان نیرویی با اجزاء پتانسیل کولنی, پیوندی و پتانسیل های وان دروالس لنارد- جونز برای برهم کنش کربن- کربن غیر پیوندی و مورس برای برهم کنش کربن- لیتیم غیر پیوندی, نانوبلورهای پایداری ایجاد می کند. این شبیه سازی ها, منطق بکارگرفته شده برای تخمین مولفه های میدان نیرو و مقادیر عددی پارامترهای آن (به?ویژه پارامترهای پتانسیل وان دروالس) را تأیید می کنند. در راهبرد بهینه سازی این میدان نیروی اولیه, نیروهای کولنی و وان دروالس از طریق بررسی میانگین مربعات جابجایی اتم ها در دماهای مختلف بهینه شدند. شبیه سازی های انجام شده بر روی نانوبلور کاربید لیتیم با استفاده از میدان نیروی بهینه شده نشان می دهند که اتم های سطح نانوبلور نسبت به اتم های عمق حرکت پردامنه ای داشته و ناپایدارند. رفتار این اتم ها به اندازه نانوبلور وابسته است و برای یک نانوبلور با اندازه ابعاد معین, با افزایش دما رفتار دمایی یون های مثبت و منفی در هر یک از جهت های x, y و z همبسته است. همچنین, نتیجه های ناشی از شبیه سازی کاربید لیتیم انبوهه ای نشان می دهند که با افزایش دما نمی توان انتقال فاز مشاهده شده آزمایشگاهی را رصد کرد. بر اساس شبیه سازی های دینامیک ملکولی انجام شده بر روی نانوبلور کاربید بریلیم, میدان نیرویی با اجزاء پتانسیل کولنی, پیوندی, زاویه پیوندی و وان دروالس منجر به نانوبلورهای پایداری می شود. نتایج این شبیه سازی ها نشان دادند که برای ثابت ماندن فاصله بین اتم های کربن با اولین و دومین همسایگان بریلیمی آنها, ضروری است که پتانسیل پیوندی بین اتم های کربن و اولین و دومین همسایگان بریلیمی آنها برقرار شود. همچنین, پتانسیل زاویه پیوندی در جلوگیری از خم شدگی رشته های عمودی و تثبیت موقعیت نسبی رشته ها نسبت به یکدیگر نقش مهمی دارد. مقادیر عددی پارامترهای این میدان نیرو ابتدا بر اساس استدلال های فیزیکی تخمین زده شدند و سپس با انجام شبیه سازی هایی در مقادیر متفاوت این پارامترها, اثر تغییر آنها بر روی رفتار اتم های شبکه با استفاده از کمیت msd مطالعه شد. شبیه سازی های دینامیک ملکولی نانوبلورهای کاربیدهای لیتیم و بریلیم و کاربید لیتیم انبوهه ای در مجموعه با تعداد گام زمانی 105×2 و اندازه گام زمانی 1/0 فمتوثانیه انجام شده است. برای ثابت نگه داشتن دما از دماپای برندسن استفاده شده است. در نانوبلورها, شعاع برش برابر با اندازه قطر جعبه شبیه سازی درنظر گرفته شده است و برهم کنش های الکتروستاتیک با استفاده از جمع کولنی همراه با ثابت دی الکتریک وابسته به فاصله محاسبه شده اند. در کاربید لیتیم انبوهه ای, این برهم کنش ها با استفاده از جمع اوالد با شعاع برش 10 آنگستروم که کوچکتر از نصف کوچکترین بعد جعبه شبیه سازی کاربید لیتیم انبوهه ای است, محاسبه شد ه اند. کلمات کلیدی کاربید لیتیم, کاربید بریلیم, شبیه سازی دینامیک مولکولی, میدان نیرو.

تاکنون پژوهش های محاسباتی و آزمایشگاهی زیادی در زمینه برهمکنش پرتوهای اتمی و یونی با سطح سیلیسیوم کارباید انجام شده‎است، اما براساس مطالعات کتابخانه ای انجام شده و مطالعه گزارش های پژوهش هایی که تاکنون بر روی سیلیسیوم کارباید صورت گرفته است، الگوی پراش گونه های پراشیده از سطح سیلیسیوم کارباید با روش های آزمایشگاهی و با روش های شبیه سازی دینامیک مولکولی با هدف بررسی پاسخ ساختار سطح مطالعه نشده است. هدف این پژوهش، مطالعه پاسخ ساختار سطح سلیسیوم کارباید نسبت به برخورد گونه های neو ar و استخراج الگوی پراش گونه ها از روی این سطح با استفاده از روش های شبیه سازی دینامیک مولکولی می باشد. در اولین بخش این پژوهش با استفاده از سلول واحد مکعبی سیلیسیوم کارباید حاصل از مطالعات بلورشناسی، اندازه های مختلف سلول های محاسباتی سیلیسیوم کارباید در فاز ? تولید شد. براساس پارامترهای تصحیح شده میدان نیروی دریدینگ، پرونده میدان نیرو تولید شد. با پرونده های ورودی آماده شده برای شبکه سیلیسیوم کارباید، محاسبات شبیه سازی دینامیک مولکولی nvt با دماپای نوز- هورر برای دستیابی به یک سطح مناسب برای آزمایش پراش، انجام شد. در مرحله بعدی، پرتو اتمی neو ar با توزیع آماری مناسب تهیه گردید. برای این کار یک جعبه مدل با اندازه‎های ساخته شد و چیدمانی از اتم ها در جعبه قرار گرفت. با استفاده از میدان نیروی مناسب، توزیع اتم ها در این جعبه با استفاده از مجموعه آماری nvt شبیه سازی شد و یک توزیع آماری از اتم ها بدست آمد. در مرحله آخر هندسه های سیلیسیوم کارباید و پرتو اتمی از شبیه سازی های قبلی در هم ادغام شدند و با تعریف پتانسیل لنارد- جونز بین سطح و پرتو اتمی، محاسبات شبیه سازی پراش با مجموعه nveانجام شده است. ? الگوی پراش گونه?های آرگون و نئون از روی سطح بلور سیلیسیوم کارباید بر پایه یک دیواره آشکارساز شبیه?سازی?شده، استخراج گردید. بررسی این الگوها نشان می?دهد که ذرات پراش چهار رفتار متمایز شامل پراش دافعه، پراش جاذبه، نفوذ سطحی و پراش جفتی همبسته از خود نشان می?دهند. رفتار انرژی- زمان ذرات پراشیده در دوره سفر بر روی سطح در محدوده اثر سطحی مورد مطالعه قرار گرفت و مبادله انرژی بین ذرات پراشیده و سطح بلور سیلیسیوم کارباید نیز مورد مطالعه قرار گرفت. تمامی محاسبات آماده?سازی و محاسبات تحلیل نتایج با استفاده از برنامه?های رایانه?ای به زبان فرترن انجام شده‎است که همگی در این پژوهش تدوین شده?اند.

جستجوهای کتابخانه‎ای نشان می دهد که تاکنون مطالعه ای در زمینه ی دینامیک تحول بسته موج الکترون آزاد به تابع‎موج الکترون مقید صورت نگرفته است. هدف این پژوهش حل عددی معادله شرودینگر وابسته‎به‎زمان تحول بسته‎موج الکترون آزاد به تابع‎موج الکترون مقید در مجاورت یک هسته است. در این پژوهش، اثر زاویه ورودی، اثر سرعت و اثر پهنای اولیه بسته‎موج موردبررسی قرار گرفته است. از جمله کمیت‎های مورد محاسبه در این پژوهش, مقادیر چشمداشتی انرژی پتانسیل , انرژی جنبشی و انرژی کل , مولفه‎های متوسط نیروی کل وارد بر بسته‎موج الکترون و ، مختصات مکانی و ، احتمال کل، سهم اوربیتال‎های ، و در بسته‎موج متحول‎شده در هر لحظه از زمان و در آخر تابع همبستگی خودی تابع‎موج است. در اولین بخش از این پژوهش، ثابت پتانسیل مغز نرم برای اتم هیدروژن و یون هلیوم با استفاده از انتشارگر زمان مجازی محاسبه شده است. در این محاسبه، ثابت‎ماندن کمیت‎های ، و با گذر زمان و همچنین تغییرنکردن شکل بسته‎موج پس از زمان همگرایی، نشان‎دهنده‎ی رسیدن سامانه به حالت پایه گونه‎ی موردنظر و پایداری محاسبات است. همچنین، در این بخش برای ارزیابی اثر به‎کارگیری پتانسیل مغز نرم، اعوجاج ایجادشده در تابع‎موج حالت پایه هیدروژن‎مانند دوبعدی با معرفی یک معیار، محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش دوم، اثر سرعت ورودی بسته‎موج الکترون گاوسی با پهنای ( 2 ، 2) و با زاویه‎ی ورودی ?45 به جعبه شبیه‎سازی با ابعاد 86 × 86 بررسی شده است. در تمامی محاسبات انجام‎شده در این پژوهش، سرعت‎های انتخاب‎شده برای بسته‎موج گاوسی اولیه از حداقل ظرفیت اندازه‎ی گام زمانی و اندازه‎ی گام‎های شبکه حاصل می‎شود. در بخش سوم تأثیر زاویه‎ی ورودی بسته‎موج الکترون گاوسی با پهنای ( 2 ، 2) و با سرعت حدود 5/7 در زاوایای ?45، ?56/26 و ?43/18 دنبال شده است. محدودیت نوع چیدمان جعبه شبیه‎سازی و اندازه گام زمانی باعث می‎شود تا انرژی‎ها و سرعت‎های تنظیم‎شده برای بسته‎موج در زاوایای ?45، ?56/26 و ?43/18 متفاوت باشند. تأثیر پهنای بسته‎موج الکترون گاوسی اولیه بر تحول آن در بخش چهارم بررسی شده است. که در آن محاسبات برای دو حالت مختلف بسته‎موج گاوسی با سرعت 07/7 و زاویه‎ی ورودی?45 و بسته‎موج گاوسی با سرعت 45/7 و زاویه ورودی ?56/26 انجام شده است. در بخش نهایی، محاسبات برای مقادیر مختلف کمیت‎ موثر سرعت ورودی تابع گاوسی اولیه در یک‎بعد با جعبه‎ای با اندازه‎ی 86 و با شرایط اولیه‎ی مسئله‎ی دو‎بعدی بررسی شده است. همچنین، در این بخش مقایسه‎ای بین چگالی الکترونی بسته‎موج متحول‎شده و حادثه‎ی پراش در محل هسته‎های ‎‎ و برای بسته‎موج‎های گاوسی دوبعدی با زاویه‎‎ی ورودی ?45 و سرعت 07/7 و برای بسته‎موج‎های گاوسی دوبعدی با زاویه‎ی ورودی ?56/26 و سرعت 45/7 به داخل جعبه شبیه‎سازی با ابعاد 86 * 86 و برای بسته‎موج‎های گاوسی یک‎بعدی با سرعت ورودی 33/3 به داخل جعبه شبیه‎سازی با اندازه‎ی 86 انجام شده است. نتایج محاسبات این پژوهش نشان می‎دهد که بسته‎موج هنگام عبور از مجاورت هسته، به‎طور جزئی ماهیت گاوسی خود را از دست می‎دهد و اوربیتال‎های s ، p و d به‎طور جزئی در آن مشارکت می‎کنند. نتایج این پژوهش می‎تواند در ارزیابی درستی تعدادی از نظریات الکترومغناطیسی و کوانتومی جذب الکترون توسط یون مورداستفاده قرار گیرد. همچنین, این نتایج می‎تواند در تکمیل اطلاعات موردنیاز برای شبیه‎سازی پدیده‎های پلاسما مورد استفاده قرار گیرد.

بررسی و بهبود خواص نانوکامپوزیت های پلیمری از جمله نفوذ گازها در این مواد و یا خاصیت انسدادی آنها در برابر عبور گاز مستلزم بررسی و شناسایی در سطح مولکولی است. انجام مطالعات آزمایشگاهی در این مقیاس علاوه بر لزوم صرف زمان زیاد، با هزینه های بالا و خطاهایی همراه است. روشهای شبیه سازی راهکارهای جایگزین مناسبی برای کاهش زمان و هزینه تولید هستند. در این پایان نامه، ابتدا اصول شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است و سپس میدانهای نیروی مورد استفاده برای شبیه سازی دینامیک مولکولی سامانه ها معرفی شده اند. پس از آن مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه نفوذ گازها در سامانه های پلیمری و خاصیت انسدادی آنها در برابر عبور گازها صورت گرفته و انواع نرم افزارهای موجود برای شبیه سازی دینامیک مولکولی این خواص معرفی شده است. سرانجام با بررسی ها و تحقیقات انجام گرفته، لایه نانوکامپوزیتی پلی اتیلن - خاک رس که اخیراً در صنایع تولید لایه های بسته بندی مواد غذایی مورد توجه قرار گرفته و به واسطه وجود صفحات سیلیکاتی خاک رس، انسداد خوبی در برابر عبور گاز از خود نشان می دهد، برای پژوهش انتخاب شد و شبیه سازی های دینامیک مولکولی جهت بررسی نفوذ گازهایی مانند اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن، آرگون, متان و پروپان در این سامانه نانوکامپوزیتی انجام گرفت. بدین منظور ساختارهای متفاوتی از این لایه نانوکامپوزیتی (متناظر با محتوای متفاوت خاک رس و ریخت شناسی های مختلف قرارگیری صفحات) شبیه سازی شد که شامل لایه پلیمری پلی اتیلن خالص (بدون خاک رس)، لایه های نانوکامپوزیتی پلی اتیلن - خاک رس تک صفحه، دوصفحه کنار یکدیگر، سه صفحه کنار یکدیگر، دوصفحه موازی با یکدیگر و دوصفحه مورب می باشند. با انجام شبیه سازی ها مشاهده گردید که مولکولهای گازی هیدروژن بیشترین ضریب نفوذ را در لایه های نانوکامپوزیتی دارند (4-10*2245/2 تا 4-10*8450/0 سانتی متر مربع بر ثانیه) و پس از آن به ترتیب، آرگون (4-10*8825/1 تا 4-10*8045/ 0 سانتی متر مربع بر ثانیه)، نیتروژن (4-10*6425/1 تا 4-10*7865/0 سانتی متر مربع بر ثانیه)، اکسیژن (4-10*6160/1 تا 4-10*5685/0 سانتی متر مربع بر ثانیه)، و نهایتاً متان و پروپان می باشند. لازم به ذکر است مولکولهای متان و پروپان فقط در شبیه سازی لایه های پلیمری پلی اتیلن خالص و نانوکامپوزیتی دوصفحه خاک رس کنار یکدیگر مورد بررسی قرار گرفتند که به ترتیب دارای ضریب نفوذ با مقادیر 4-10*5405/1 و 4-10*2340/1 سانتی مربع بر ثانیه برای متان و 4-10*0315/1 و 4-10*8719/0 سانتی متر مربع بر ثانیه برای پروپان می باشند. با مطالعه خاصیت انسدادی در لایه های پلیمری/ نانوکامپوزیتی، نشان داده شد که بیشترین خاصیت انسدادی در برابر عبور مولکولهای گازی مربوط به لایه نانوکامپوزیتی پلی اتیلن - خاک رس با آرایش سه صفحه کنار یکدیگر و سپس به ترتیب، آرایش های دوصفحه موازی با یکدیگر، دوصفحه کنار یکدیگر، دوصفحه مورب و تک صفحه می باشند و کمترین خاصیت انسدادی مربوط به لایه پلیمری پلی اتیلن خالص می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که افزایش میزان خاک رس باعث بهبود خاصیت انسدادی می گردد و آرایش و چگونگی قرارگیری صفحات خاک رس برروی انسداد گازها تأثیرگذار است. همچنین نتایج نشان داد که با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی می توان رفتار خاصیت انسدادی لایه های پلیمری/ نانوکامپوزیتی، ضریب نفوذ و میزان تراوایی مولکولهای نفوذکننده، مقدار مسیر پیچ و خم دار و میزان تجمع مولکولهای گازی را تعیین نمود.

این پایان نامه شامل سه فصل؛ مقدمه، روش های تجربی و بحث و نتیجه گیری می باشد. در فصل مقدمه ابتدا ساختار دفری اکسامین، به عنوان یک لیگاند زیستی و با اهمیّت، مطرح و کاربرد آن در زمینه های مختلف دارویی و کشاورزی شرح داده می شود. در ادامه وجود ساختارهای رزونانسی مختلف در گروه هیدروکسامات این لیگاند بیان و امکان تشکیل کمپلکس بین دفری اکسامین و فلزات مختلف از جمله آهن(iii) به همراه مکانیسم جذب و رهاشدن این یون از لیگاند مذکور و اهمیّت آن از نظر زیستی، و یون های آهن(ii)، هافنیوم(iv) و زیرکونیوم(iv) مورد بررسی قرار می گیرد. شرایط مبادله کننده های یون مطرح و دفری اکسامین به عنوان یک مبادله کننده مناسب در فرآیند جابجایی یون مورد مطالعه قرار می گیرد. تعریف و ویژگی های تک لایه های خودآرا، به عنوان یک روش مناسب، انعطاف پذیر و ارزان برای اصلاح سطح، به طور مختصر ارائه و چگونگی جذب دفری اکسامین برروی سطح تک لایه های خودآرا مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه این فصل واردنمودن گروه های عاملی با روش های در-محل و خارج از-محل به سطح تک-لایه های خودآرا توضیح داده شده و مزایا و محدودیت های آن ها بیان می گردد. در نهایت به روش های بررسی سطح تک-لایه های خودآرا که در این پایان نامه به کار گرفته شده اند، مزایا و کاربرد آن ها و همچنین اهداف، مراحل انجام کار و چشم-اندازها اشاره گردیده است. در فصل دوم مواد شیمیایی، چگونگی تهیه محلول ها، آماده سازی نمونه های حقیقی و دستگاه های استفاده شده در این پایان نامه ذکر و مراحل مختلف تهیه الکترود و آزمایش های انجام شده تشریح گردیده و عوامل موثر در پاسخ الکترود مورد بررسی قرار گرفته است. فصل سوم شامل شش بخش می باشد. در بخش اول، تشکیل نانوساختار مولکولی از کمپلکس فری اکسامین به وسیله اصلاح سطح تمیز الکترود طلا با یک تک لایه از مرکاپتوپروپیونیک اسید و سپس فری اکسامین دار کردن از طریق روش های در-محل و خارج از-محل ارائه می گردد. تثبیت لایه های مختلف به دو طریق در-محل و خارج از-محل با کمک روش-های الکتروشیمیایی، طیف سنجی atr ftir، میکروسکوپ الکترونی روبشی همراه با تجزیه عنصری edx و میکروسکوپ تونلی روبشی مورد بحث قرار خواهد گرفت. به منظور تأیید صحت تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ تونلی روبشی و مدل پیشنهاد شده برای نسبت های کمپلکس فری اکسامین آماده شده به روش در-محل و خارج از-محل، لایه-های مختلف سطح توسط نرم افزار hyperchem مدل سازی می شود. در ادامه این فصل تلاش گردید با کمک تیتراسیون جریان فارادی و مقاومت فارادی، ثابت اسیدی دفری اکسامین موجود بر روی سطح تک لایه خودسامان توسط دو روش ولتامتری چرخه ای و طیف سنجی مقاومت ظاهری الکتروشیمیایی در حضور ردیاب های با بار مثبت و خنثی تعیین شود. در بخش دوم، امکان استفاده از الکترود au mpa dfo برای اندازه گیری یون آهن(iii) در نمونه های دارویی (آمپول ونوفر، کپسول آیرونورم و پودر وی. ام. پروتئین)، بافت گیاهی (برگ ذرت) و نمونه صنعتی (آلیاژ فروتیتانیوم) و همچنین عوامل موثر بر پاسخ الکترود در حضور و غیاب ردیاب خارجی بررسی و ارائه می گردد. به منظور بررسی پاسخ الکترود، سه روش ولتامتری چرخه ای، موج مربعی و طیف سنجی مقاومت ظاهری الکتروشیمیایی در حضور ردیاب خارجی (حالت غیرفعّال) بر اساس ممانعت ایجاد شده ناشی از کمپلکس شدن یون های آهن(iii) با گروه های عاملی هیدروکسامیک اسید سطح و تغییر ip و یا rct در مقابل ردیاب، و غیاب ردیاب خارجی (حالت فعّال) بر اساس واکنش فاردی انجام گرفته بر روی سطح الکترود مورد استفاده قرار گرفت. در بخش های سوم و چهارم، به ترتیب تثبیت کمپلکس های dfo hf(iv) و dfo zr(iv) در سطح au mpa توسط روش های الکتروشیمیایی، طیف سنجی atr ftir، تجزیه عنصری edx و میکروسکوپ تونلی روبشی ارائه می شود. در بخش پنجم، جایگزینی یون آهن(iii) موجود در سطح au mpa dfo fe(iii) توسط یون های هافنیوم(iv) و زیرکونیوم(iv) به وسیله روش های الکتروشیمیایی، طیف سنجی atr ftir، تجزیه عنصری edx و میکروسکوپ تونلی روبشی مطرح و عوامل موثر در فرآیند جایگزینی مورد بررسی قرار می گیرد. در انتهای این بخش برای تأیید نتایج حاصل، برهمکنش دفری اکسامین با هر یک از یون های آهن(iii)، هافنیوم(iv) و زیرکونیوم(iv) در فاز محلول نیز بررسی شد. در بخش ششم امکان استفاده از سطح au mpa dfo در گزینش شیمیایی یون زیرکونیوم(iv) در حضور یون هافنیوم(iv) توسط روش های طیف سنجی atr ftir و تجزیه عنصری edx بررسی می گردد. در ادامه، پاسخ الکترود توسط سه روش ولتامتری چرخه ای، موج مربعی و طیف سنجی مقاومت ظاهری الکتروشیمیایی در حضور ردیاب خارجی بر اساس ممانعت ایجاد شده مطالعه شده و نتایج آن مورد بحث قرار گرفته و یک روش تجزیه ای برای اندازه گیری یون زیرکونیوم(iv) در نمونه ی آلیاژ ارائه شده است. در خلال انجام این پایان نامه، بخش هایی از آن به صورت مقاله در مجلات معتبر بین المللی، و سخنرانی و پوستر در کنفرانس های ارائه شده است.

نوسان شیمیایی در فضا و زمان هنگامی رخ می دهد که یک سامانه ی واکنشی شیمیایی با سینتیک غیرخطی با پدیده هایی همچون نفوذ، رسوب گذاری، انحلال یا جذب همراه باشد. یکی از خصوصیات بارز این نوع سامانه ، داشتن دستگاه معادلات سینتیکی است که بیش از یک دسته جواب دارد و انجام واکنش از دو یا چند مسیر مختلف معین صورت می گیرد. این که واکنش کدام مسیر را انتخاب کند، به عوامل متعدد ترمودینامیکی، سینتیکی، نقاط اولیه و عوامل افت وخیزکننده بستگی دارد. در حضور عوامل افت وخیزکننده، واکنش آشوبناک است و در غیر این صورت، واکنش نوسانی است. در پژوهش حاضر یک نوسانگر شیمیایی جدید بر پایه انحلال سدیم هیدروکسید و پتاسیم هیدروکسید جامد ارائه شد، که با پدیده ی نفوذ گونه های انحلال یافته و تعادل اسیدوباز یک شناساگر همراه است. عواملی همچون تغییرات قدرت یونی محیط، گرانروی، چگالی، کشش سطحی و همرفت نیز در پیشبرد واکنش سهیم هستند. به دلیل ضربان های نوسانی در حول دانه ی باز، این نوسانگر ستاره چشمک زن نامیده شد. زمانی که دانه ی باز در محلول شناساگرآبی و الکلی فنول فتالئین، قرار می گیرد، یون حاصل از انحلال باز به سرعت درون محلول حرکت کرده و محلول ارغوانی می شود. با پیشرفت واکنش انحلال غلظت حول دانه باز افزایش یافته و بنابراین اولین لایه محلول حول دانه باز به عنوان یک فاز بی رنگ می شود. زمانی که غلظت زیاد شد به ناگاه به صورت دایره وار از حول دانه به درون محلول نفوذ می کند و با شناساگر واکنش می دهد و بعد از مدتی دوباره محلول به سمت دانه نفوذ می کند و نوسانات ضربه ای تا انحلال کامل دانه ادامه پیدا می کند. برای دستیابی به ویژگی های نوسانی و تعیین مرز فازها از سطح واکنش بعد از بهینه سازی شرایط واکنش، فیلم ها و عکس های مناسب تهیه شد و در نهایت، با کمک تحلیل rgb شواهد مناسب برای اثبات نوسانی بودن واکنش به دست آمد. به دلیل گرمازابودن انحلال بازهای مورداستفاده در محیط آبی از تصویربرداری حرارتی نیز برای مطالعه و درک بهتر واکنش و تعیین مرز فازها استفاده شد. نتایج نشان می دهد در اثر انحلال دانه ی باز در محلول شناساگر غلظت یون هیدروکسید و دمای اطراف دانه باز به دلیل گرمازابودن پدیده بالا می رود و سبب تغییر چگالی فازهای محلول شده و باعث جابجایی محلول در حول دانه می شود. همچنین تغییرات ارزش رنگ بر حسب زمان رفتاری سه سینوسی از خود نشان می دهد. بررسی بسامدهای این تابع، نشان می دهد که می توان این نوسان سه سینوسی را به پدیده های نفوذ، انحلال و همرفت نسبت داد.

چکیده در کنار اهمیت خورشیدی و نجومی، اتم هیدرژن نقش مهمی در توسعه مکانیک کوانتومی دارد. کشف آزمایشگاهی مجموعه خطوط بالمر و لیما‎ن در طیف ‎نشری هیدروژن ‎منجر به توسعه مدل اتمی بوهر بواسطه توصیف روابط نیمه تجربی رایدبرگ برای خطوط طیفی مشاهده شده گشت.‎ ‎‎‎زیبایی اهمیت نظری خطوط اتم هیدروژن در امکان یافتن راه حل های تحلیلی برای معاله شرودینگر ‎‎‎و معادله نسبیتی دیراک است. ‎‎‎در حالی که اتم هیدروژن کلید مکانیک کوانتومی اتمی است، گونه های‎h2+‎ ‎ و ‎ h2‎(همچنین hd‎،d2 ‎( به عنوان مدل های بنیادی در مطالعه مکانیک و دینامیک ملکولی کوانتومی عمل می کنند. مطالعات برروی یون ملکول ‎‎‎h2+‎ بطریق تحلیلی امکان پذیر است‎، اما محاسبه ویژه مقادیر و ویژه توابع ‎ h2خنثی دوالکترونی نیازمند روش های حل عددی است. کار انجام شده توسط کولوس، ولنیویچ و همکاران شان منجر به توصیف دقیقی از توابع موج، منحنی های پتانسیل و گشتاورهای انتقال های ‎مربوط به تعدادی از حالات h2گشته است.‎‎‎ تلاش های محاسباتی زمانی افزایش یافت که برهمکنش با میدان خارجی، خصوصاً یک میدان لیزر قوی، اهمیت پیدا کرد. در یک میدان قوی، نیروهای خارجی قابل مقایسه با نیروهای کولنی درون ملکول ها است و روش های اغتشاشی راه حل مناسبی برای حل معادله شرودینگر این ملکول ها نیست. توصیف نظری پدیده های میدان قوی در اتم ها و ملکول ها با ظهور منابع لیزر مورد توجه ویژه بوده است‎. مدل های تقریبی و محاسبات از اساس همراه با نتایج آزمایشگاهی، منجر به فهم عمیقی از دینامیک اتم ها و ملکول های در معرض میدان های قوی گشته است. از این رو، هیدروژن یکی از مسائل مهم در دو زمینه نظری و آزمایشگاهی بخصوص در مکانیک کوانتومی و طیف سنجی ملکولی ‎‎‎است. با وجود تپ های فرو کوتاه‎‎‎ ‎‎با پهنای 100 ‎fs ‎‎‎و کمتر)‎، آزمایش های زیادی برای مطالعه یونش دوگانه ‎ h2‎و یا تفکیک یون ملکول ‎‎h2+‎‎ طراحی و انجام شده است. ‎‎‎ ‎‎‎هدف از این تحقیق، تحلیلی دقیق از دینامیک الکترونی ملکول هیدروژن در برهم کنش با تپ لیزری کوتاه 24fs در دو طول موج ‎390‎ و ‎532 نانومتر، در شدت های ‎1015‎‎, ‎5 ×1014,‎1014‎‎و 5 ×1015‎ وات بر سانتی متر مربع است. سه حالت مختلف سامانه ملکولی شامل گونه های ‎h2‎ و ‎‎h2+‎ و ‎h2+2‎ بر اساس نیم رخ ها و طیف های هماهنگ های مرتبه بالا ناشی از تحول الکترونی در میدان لیزر فرو کوتاه‎‎‎ مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر حرکت هسته بر دینامیک الکترونی نیز مورد مطالعه قرار گرفته و ما انتظار داریم نتایج حاضر جهت مقایسه با نتایج آزمایشگاهی در آینده ای نزدیک مورد استفاده قرار بگیرد. ‎ساختار این پایان نامه بدین صورت فصل بندی شده است: در فصل ‎1‎‎ مقدمه ای از فیزیک میدان قوی ارائه شده است. علاوه بر این، مروری بر فنون نظری و آزمایشگاهی بکار رفته با تمرکز بر ملکول هیدروژن ارائه شده است. هم چنین، رابطه زمان های برگشتی الکترون های رها شده در میدان الکتریکی لیزر استخراج می شود. در فصل ‎2، بر ارائه نمایی جدید از شکل جعبه محاسباتی با توجه به قرائن حاصل از حل عددی این سامانه بحث شده است. در فصل ‎3‎‎، دینامیک تابع موج دو الکترونی هیدروژن ملکولی در میدان فرو کوتاه لیزر بررسی شده است. در فصل ‎4‎‎، چگونگی تحول تابع موج دو الکترونی هیدروژن ملکولی با تغییر شدت و طول موج تپ فروکوتاه لیزر و میزان بازده هماهنگ های مرتبه بالای تولیدی بحث شده است. در فصل ‎5‎‎، دینامیک یونش یگانه و یونش دوگانه از این سامانه و سازوکار تولید یون ملکول برای این گونه ها ارائه شده است. در ‎انتهای فصل ‎5‎‎‎، نتایج کلی حاصل از این پژوهش و چشم اندازی از پژوهش های آینده بر روی سامانه دو الکترونی ارائه شده است.‎‎‎ کلمات کلیدی:‎ مولکول ‎‎ ‎‎‎h2،‎‎ ‎حالات درگاهی،‎ ‎tdse‎، حالات شبه ایستا،‎ ‎hhg‎، تحلیل گابور ، همگن، یونی، میدان لیزر شدید فرو کوتاه‎‎

یکی از روش های تولید اکسیژن از هوا که کاربردهای زیادی در صنایع مختلف از جمله صنایع هواپیمایی و پزشکی دارد، استفاده از فرآیند جذب سطحی با تناوب فشار (psa) می باشد. در این فرآیند، در اثر عبور جریان هوا با فشار بالا از روی یک بستر فشرده که حاوی دانه های زئولیت می باشد، نیتروژن هوا جذب می شود و در نتیجه، اکسیژن غنی شده در خروجی بدست می آید. در کار حاضر، برای اولین بار فرآیند جذب نیتروژن با در نظرگرفتن جزئیات جریان با استفاده از روش شبکه بولتزمن (lb) شبیه سازی شده است. با توجه به اینکه نیتروژن حدود 79/0 هوا را تشکیل می دهد، جذب آن قطعاً باعث تغییر میدان سرعت جریان خواهد شد و لذا با روش های متداول lb نمی توان این شبیه سازی را انجام داد. لذا، برای انجام این مهم، ابتدا یک برنامه کامپیوتری برای حل جریان دوجزئی اکسیژن و نیتروژن در یک بستر فشرده بر پایه روش شبکه بولتزمن چندجزئی انتروپیک تهیه و تدوین و سپس فرآیند جذب بصورت شرط مرزی بر روی مرز دانه ها اعمال گردیده است. برای پیاده سازی فرآیند جذب دو روش مورد استفاده قرار گرفته است. در روش اول، فرآیند جذب به کمک شرط مرزی فشار متغیر با زمان بر روی مرز دانه ها مدل شده است. در راستای انجام این هدف، یک روش جدید برای اعمال شرط مرزی فشار روی مرزهای منحنی در روش شبکه بولتزمن ارائه گردیده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که این شرط مرزی تقریباً از مرتبه دوم دقت می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی های انجام شده با اعمال این شرط مرزی در حالت دوبعدی و سه بعدی نشان می دهد که این روش توانایی مدل سازی فرآیند جذب را دارد. در روش دوم، فرآیند جذب با استفاده از مدل نیرو محرکه خطی (ldf) و همدمای لانگمویر پیاده سازی شده است. صحت پیاده سازی روش با حل چند مسأله مختلف بررسی شده است. به کمک این روش، سه مرحله اصلی یک فرآیند psa یعنی فشارزنی، جذب و رهاسازی شبیه سازی شده اند. با وجود تغییرات شدید در فشار، برنامه تدوین شده این مراحل را به خوبی شبیه سازی نموده است. در شبیه سازی های انجام شده، تغییرات گرانروی و ضریب پخش در نظرگرفته شده است. تنها فرضیاتی که در نظرگرفته شده است، ثابت بودن دما و یکسان بودن جرم ملکولی اکسیژن و نیتروژن می باشد.

گستره وسیعی از شیمی آلی سنتزی شامل واکنش های حلقه زایی 3،1-دوقطبی میان 3،1-دوقطبی هایی مانند آزیدهای آلی یا معدنی با دوقطبی دوست های متنوع به منظور تولید حلقه های پنج عضوی نیتروژن دار می باشد. هدف از این پایان نامه سنتز 3،2،1-تری آزول ها و 4،3،2،1-تترازول ها با استفاده از معرف پلیمری پلی(4-وینیل پیریدین) مشبک شده می باشد. 3،2،1-تری آزول ها، هتروسیکل های نیتروژن دار مهمی هستند که دارای مصارف صنعتی، کشاورزی و دارویی می باشند. مس(i) واکنش حلقه زایی 3،1-دوقطبی میان آزید آلی و آلکین انتهایی را کاتالیست می کند. این واکنش بسیار مکان گزین است و تنها ایزومر 4-استخلافی 3،2،1-تری آزول ها را تولید می کند. در اینجا ما در دو روش از معرف پلیمری برای سنتز 3،2،1-تری آزول ها استفاده کرده ایم. در روش اول، یک طیف گسترده از نمک های دی آزونیوم و بنزیل هالیدها با آلکین انتهایی به 1،2،3 -تری آزول ها با استفاده از معرف پلیمری حامل یون آزید تبدیل شده است. در روش دوم، کمپلس مس(ii) با پلی(4-وینیل پیریدین) مشبک، برای سنتز 3،2،1-تری آزول ها از نمک های دی آزونیوم و یا بنزیل هالیدها با آلکین انتهایی استفاده شده است. همچنین 3،2،1-تری آزول ها توسط واکنش حلقه زایی استیل استون، نمک های دی آزونیوم و معرف پلیمری حامل یون آزید در حضور یک باز تهیه شده است. با توجه به اهمیت و گستره وسیع کاربرد تترازول در مصارف صنعتی و داروسازی، سنتز این ترکیبات به دو روش مورد مطالعه قرار گرفته است. در روش اول h1-تترازول های 5-استخلافی از افزایش معرف پلیمری حامل یون آزید به مشتقات بنزونیتریل تهیه شده است. در روش دوم h1-تترازول های 1-استخلافی از مشتقات آنیلین،تری اتیل اورتوفرمات در حضور معرف پلیمری حامل یون آزید تهیه شده است. امروزه، استفاده از شیمی محاسباتی و علم آمار، روند طراحی، بررسی خواص و ارزیابی عملکرد داروهای جدید را به طور قابل توجهی سرعت بخشیده است. روش های بررسی کمی ارتباط ساختار-اثر برای صرفه جویی در زمان و هزینه ها در مراحل طراحی داروهای جدید کمک شایانی به محققان کرده است. هدف از مدل سازی، تحلیل و تشخیص عوامل مهم ساختاری و موثر بر فعالیت زیستی ترکیبات شیمیایی می باشد. در این پایان نامه در ابتدا به بررسی کمی ارتباط ساختمان-اثر یک مجموعه از کومارین ها با خاصیت ضدجهش زایی پرداخته شده است و سپس بر اساس آن ، فعالیت یک خانواده از کومارین های فلوئوره (7-اتوکسی کومارین های فلوئوره) پیش بینی شده است.

در این رساله، درباره احتمال تشکیل دوآنیونی های دواتمی مطالبی ارائه گردیده و بررسی های نظری و آزمایشگاهی انجام شده بر روی انواع دوآنیونی های دواتمی مرور شده است. از آن جا که کارهای انجام شده برای تولید و تعیین خواص طیفی دوآنیونی های دواتمی به موفقیت قابل قبولی نرسیده است، در این تحقیق، کشف عوامل این عدم موفقیت و تلاش برای رفع مشکلات محاسباتی موجود بر سر این راه و ارائه پیشنهاد مفید برای یافتن احتمال مشاهده آزمایشگاهی دوآنیونی های دواتمی مختلف و طراحی آزمایشات طیف سنجی برای مشاهده این گونه ها موردنظر قرار گرفته و منحنی های پتانسیل حالت پایه و برانگیخته دوآنیونی های منتخب دوآنیونی کلر، دوآنیونی اکسیدبرم، دوآنیونی اکسید کلر و دوآنیونی کلرید فلوئور محاسبه شده است. در منحنی های حالات برانگیخته گونه های دوآنیونی مذکور کمینه های موضعی و کم عمق مشاهده گردید و سپس تحلیل ارتعاشی و چرخشی پتانسیل های بدست آمده شامل تعداد ترازهای ارتعاشی، توابع موج ارتعاشی، ثابت های چرخشی- ارتعاشی، پهنای چاه های پتانسیل در محل سد، وابستگی عمق و پهنای چاه به عدد کوانتومی چرخشی و از روی آن ها ضرایب فرانک- کاندون مربوط به انتقالات ارتعاشی، و نیز حالات حدی منحنی های پتانسیل (گونه هایی که حالت الکترونی مربوطه به آن ها تفکیک می شود) و امکان مشاهده این گونه ها بررسی شده است. همچنین، برای تعیین امکان مشاهده این گونه های دوآنیونی دواتمی در آزمایش برخورد الکترونی، منحنی های انرژی پتانسیل گونه های خنثی و آنیونی مربوط به دوآنیونی های دواتمی مذکور به دست آمده و انرژی لازم برای تولید دوآنیونی دواتمی از این گونه های خنثی و آنیونی به صورت انتقالات عمودی (براساس رابطه مستقیم ضرایب فرانک- کاندون با احتمال انتقالات عمودی) و انتقالات مایل تعیین گردیده است. در این پژوهش، منحنی های انرژی پتانسیل و خواص طیف سنجی برای تعداد زیادی از دواتمی های دوآنیونی مطالعه گردید، اما به دلیل ضعف نرم افزارهای موجود، بررسی خواص چگالی الکترونی آن ها و مقایسه چگالی ها برای یافتن نحوه ی برهم کنش دو الکترون در فضایی کوچک در این سامانه ها مقدور نشد و تلاش برای یافتن بستر نرم افزاری مناسب برای بررسی سوال موردنظر ادامه دارد. در مجموع، به نظر می رسد که در حالات برانگیخته دوآنیونی های دواتمی مختلف چاه های پتانسیل کم عمق جاذبه ای وجود دارد و امکان مشاهده حالات تشدیدی در آزمایش برخورد الکترونی برای این گونه ها وجود دارد.

در این پژوهش، به مطالعه آزمایشگاهی و شبیه‎سازی مولکولی جذب گازهای گلخانه‎ای از قبیل دی‎اکسیدکربن و دی‎اکسیدگوگرد بر جاذب های کربنی (گرافیت و نانولوله‎های کربنی تک‎جداره) پرداخته شده‎است. در بخش آزمایشگاهی، هم‎دماهای جذب دی‎اکسیدکربن خالص بر نانولوله‎های کربنی بدون گروه عاملی و عامل‎دار (شامل 73/2 درصدوزنی گروه عاملی کربوکسیلی) در دو دمای 298 و 313 کلوین به‎دست آمد. مطابق نتایج، جذب دی‎اکسیدکربن بر نانولوله‎های کربنی ساده و عامل‎دار در دمای 298 کلوین و فشار 3 بار، حدود 1/2 میلی‎مول بر گرم جاذب می‎باشد. بنابراین، حضور 73/2 درصد وزنی گروه عاملی کربوکسیلی تاثیر چندانی بر میزان جذب و رفتار هم‎دماهای جذب دی‎اکسیدکربن بر نانولوله‎ کربنی ندارد. در بخش محاسباتی، از روش شبیه‎سازی مولکولی مونت‎کارلوی بندادی بزرگ (gcmc ) برای بررسی فرایند جذب سطحی دی اکسیدکربن و دی اکسیدگوگرد خالص و مخلوط دوتایی آنها بر گرافیت و نانولوله‎ استفاده شد. در بررسی جذب بر نانولوله‎، شبیه‎سازی‎ها بر اساس دو الگوی: 1) جذب درون و 2) جذب همزمان درون و بیرون نانولوله انجام شد. در این شبیه‎سازی‎ها تأثیر دما، غلظت گروه های عاملی جاذب، نوع میدان نیروی مولکول های جذب شونده، نوع جاذب (گرافیت یا نانولوله) و قطر نانولوله بر میزان جذب و رفتار هم دمای جذب مورد مطالعه قرارگرفت. مطابق نتایج، با افزایش دما میزان جذب بر نانولوله و گرافیت کاهش می یابد. برای جذب درون نانولوله (الگوی اول) غلظت گروه های عاملی بر میزان و رفتار جذب بی تاثیر می باشد. برای جذب مولکول ها همزمان درون و بیرون نانولوله (الگوی دوم) با افزایش غلظت گروه های عاملی در فشارهای پایین، میزان جذب، به‎ویژه برای دی‎اکسیدگوگرد، افزایش می یابد. به‎عنوان مثال، در فشار 3 بار، میزان جذب دی‎اکسیدگوگرد بر نانولوله کربنی عامل‎دار (شامل 19/8 درصد کربوکسیل)، در مقایسه با نانولوله بدون گروه عاملی، 22/42 درصد بیشتر می‎باشد. درحالی که در فشارهای بالا، همراه با افزایش میزان مولکول های جذب شده، نقش گروه های عاملی کم می شود. مقایسه هم دماهای جذب مولکول های دی اکسیدکربن و دی اکسیدگوگرد با دو مدل پتانسیل کروی و غیرکروی نیز حساسیت بالای نتایج شبیه سازی را نسبت به نوع میدان نیرو تائید کرد. همچنین نتایج نشان داد که قطر نانولوله نقش مهمی بر میزان جذب و سازوکار جذب درون نانولوله ایفا می کند. در ادامه این تحقیق، میزان جذب و انتخاب پذیری دی اکسیدکربن و دی اکسیدگوگرد در سامانه های دوتایی دی اکسیدکربن/دی اکسیدگوگرد بر نانولوله و گرافیت شبیه‎سازی شد و تاثیر دما، کسرمولی دی اکسیدکربن و قطر نانولوله بر انتخاب پذیری دی اکسیدگوگرد موردمطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش کسرمولی دی اکسیدکربن، انتخاب‎پذیری دی‎اکسیدگوگرد افزایش می‎یابد، درحالی‎که افزایش دما و قطر نانولوله منجر به کاهش انتخاب پذیری دی اکسیدگوگرد می‎شوند. از مقایسه نتایج شبیه سازی جذب آرگون، دی‎اکسیدکربن و دی اکسیدگوگرد خالص بر گرافیت با نتایج آزمایشگاهی به دست آمده برای این سامانه‎ها توسط دیگر محققان برای تائید برنامه شبیه سازی توسعه داده شده، استفاده شد. نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی به دست آمده در این مطالعه برای جذب سامانه خالص دی اکسیدکربن بر نانولوله کربنی تک جداره در دو دمای 298 و 313 کلوین نیز از توافق بالایی برخوردار بود.

نانولوله‏ها یکی از پرکاربردترین ساختارها در فناوری نانو هستند. خواص ویژه آنها، از جمله مدول یانگ پایین و استحکام کششی بالا، باعث شده در دهه گذشته کارهای عملی زیادی بر روی ساختارهای اتمی و الکترونی نانولوله‏ها انجام شود. پس از سنتز نانولوله‎های سیلیسیوم کارباید (sicnt) در سال 2001، این نانولوله‎ها به دلیل خواص الکتریکی و هدایت گرمایی بالا و استحکام مکانیکی فوق‎العاده خود اهمیت زیادی پیدا کردند. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر میدان الکتریکی بر ارتعاشات نانولوله‏های تک‎دیواره sicnt می‎باشد. یافتن این تأثیر می‏تواند بر کاربرد نانولوله‏ها در الکترونیک موثر باشد. در ابتدا به شبیه‎سازی دو نوع نانولوله (0,8) و (4,4) در غیاب میدان و حضور میدان طولی و عرضی پرداختیم. سپس شبیه‎سازی نانولوله محتوی آب در سه حالت ذکر شده ( غیاب میدان و در حضور میدان‎های طولی و عرضی) انجام شد. برای اجرای این شبیه‎سازی‎ها از میدان نیروی گروموس96 به مدت 500 پیکوثانیه با گام زمانی 0001/0 پیکوثانیه استفاده شد. تمامی شبیه‎سازی‎ها در مجموعه آماری nvt در دمای 300 کلوین انجام شد. پس از اجرای شبیه‎سازی‎ها، به منظور بررسی‎های بیشتر و تحلیل ارتعاشی نانولوله‎ها، سرعت‎های اتم‎های میانی نانولوله با زمان ثبت شد. برای ایجاد طیف ارتعاشی از تبدیل فوریه سرعت‎ اتم‎های موردنظر در 200 پیکوثانیه انتهای شبیه‎سازی استفاده شد. برای این کار تبدیل فوریه در چندین بازه زمانی مختلف و برای تعداد زیادی اتم محاسبه و سپس میانگین‎گیری شد. نتایج حاصل از شبیه‎سازی نانولوله‎های (0,8) و (4,4) نشان می‎دهد که پس از اعمال میدان طولی و عرضی، ارتعاشات نانولوله‎ها تغییر کرده است، به‎طوریکه تعدادی از ارتعاشات به سمت بسامدهای بالاتر و تعدادی به سمت بسامدهای پایین‎تر جابجا شده‎اند. در مواردی که جهت اعمال میدان سبب راحت‎تر شدن شیوه ارتعاشی برای اتم‎ها شود، بسامد آن شیوه کاهش می‎یابد و در مواردی که اعمال میدان هم‎جهت با شیوه ارتعاشی خاصی باشد ارتعاش اتم‎ها با آن شیوه سخت‎تر شده و بسامد شیوه به سمت اعداد بزرگتر جابجا می‎شود. نتایج شبیه‎سازی نانولوله محتوی آب نیز، این نتایج را تأیید می‎کند. این نتایج، همچنین نشان می‎دهند که میزان جابجایی ارتعاشات نانولوله در حضور آب بیشتر از حالت بدون آب است. کلمات کلیدی: نانولوله سیلیسیوم کارباید، دینامیک مولکولی، تحلیل ارتعاشی، میدان الکتریکی

نورتابی زیستی یکی از شگفتانگیزترین پدیدههای موجود در طبیعت است که موجودات زنده با اهداف مختلف از قبیل، برقراری ارتباط با همنوعان، جذب طعمه، دفاع از خود در برابر دشمنان، از این پدیده بهره میگیرند. کرم شبتاب یکی از حشراتی است که نور را در طولموجهای مرئی با بازده کوانتومی بالا نشر میکند، از این رو در سالهای اخیر مورد توجه دانشمندان بوده است. نشر نور توسط کرم شبتاب در یک واکنش 2 مرحلهای انجام میشود: ماده اصلی نشرکننده نور در این واکنش مولکول لوسیفرین است که از اتصال دو حلقه تیازول و بنزوتیازول تشکیل میشود. در مرحله اول، مولکول لوسیفرین در حضور آدنوزین تریفسفات و منیزیم تبدیل به لوسیفرین آدنوزین منو فسفات - میشود و در مرحله دوم با برخورد یک مولکول اکسیژن به حلقه تیازول، حدواسط دیاکستانون از طریق مبادله بار تولید میشود که منجر به آزاد شدن دیاکسیدکربن و اکسی لوسیفرین و آدنوزین منو فسفات خواهدشد. نشرکننده اکسی لوسیفرین در یک تراز برانگیخته یکتایی ایجاد میشود که پس از نشر به حالت پایه بازمیگردد و باعث ایجاد نور به رنگهای سبز تا قرمز میشود. در این پژوهش پس از نشاندن اتم فلوئور بر روی حلقه بنزوتیازول، ساختارهای مختلف مولکول فلوئورواکسیلوسیفرین بهینهشده و تأثیر حضور استخلاف فلوئور بر انتقال بار بین دو حلقه بنزوتیازول و تیازول بررسیشده است. به علاوه، خواص پیوندی و طیفی مولکول مادر و مولکول استخلافشده در حالت پایه و برانگیخته مقایسهشده و میزان جابجایی طول موج بیشینه جذب در محدوده طیف مرئی مولکول فلوئورواکسیلوسیفرین گزارش شدهاست. به منظور بررسی اثرات حلال، تأثیرات مولکولهای آب صریح در مجاورت هترواتمهای ساختار مولکول فلوئورواکسیلوسیفرین، بر هندسه مولکول مطالعه شد و سپس بررسی اثرات حلال بر طیف جذبی uv-vis با استفاده از روش حلال پیوستار pcm انجام شدهاست و با طیف بدستآمده برای حالت گازی مقایسه شدهاست. با توجه به تأثیرات محیط آنزیم لوسیفراز بر رنگ نور نشر شده توسط مولکول اکسیلوسیفرین، با انجام محاسبات داکینگ مولکولی، نحوه اتصال و انرژی اتصال مولکول فلوئورواکسیلوسیفرین با اسید آمینههای موجود در جایگاه فعال آنزیم بررسی شده و با مولکول اکسیلوسیفرین مقایسه شدهاست.

پدیده های گرمابرقی در سامانه های کوانتومی به اثبات رسیده است.مشخص است که تعریف یک پدیده گرمابرقی در سامانه های بازکوانتومی نمی تواند کاملاً منطبق با تعریف آن پدیده در سامانه های توده ای/ترمودینامیکی باشد. زیرا، عدم وجود مفهومی صریح و معین از دما (در معنی متعارف ترمودینامیکی آن) در مکانیک کوانتومی، باعث شده است که مطالعه پدیده های گرمابرقی در سامانه های کوانتومی و مولکولی متفاوت و دشوارتر از سامانه های توده ای باشد. از این رو، مناسب به نظر می رسد که اثرات گرمابرقی در سامانه های باز کوانتومی (سامانه های شبه گرمابرقی) تحت عنوان اثرات شبه گرمابرقی نامیده شوند. از این رو، لازم است از مدلهای مختلف دمایی جهت توصیف پدیده های شبه گرمابرقی در سامانه های نانو و سامانه های کوانتومی استفاده شود. براین اساس، می توان به معرفی اثرات شبه گرمابرقی (مانند شبه سیبک و شبه پلتیه) پرداخت.

در این طرح با استفاده از روش های نظری مکانیسم واکنش های آنزیمی آنزیم کاندیدا آنارتیکا لیپاز بی (calb) با دو سوبسترای استیل کولین (ach) و متیل کاپریلیت (mec) و همچنین بازدارنده دی متیل متیل فوسفونات (dmmp) بررسی شدند. در ابتدا با به کارگیری روش های داکینگ، مکانیک مولکولی- مکانیک کوانتومی (qm/mm) و شبیه سازی دینامیک مولکولی فرایند تشکیل کمپلکس آنزیم...لیگاند که به عنوان مرحله شروع کننده واکنش نقش بسیار مهمی در این نوع از واکنش ها دارد بررسی شده و مشخص شد که هر سه لیگاند فوق توانایی تشکیل این کمپلکس را دارا می باشند.پس از تائید نظری مرحله شروع کننده ، مکانیسم واکنش های هیدرولیز و پرهیدرولیز هر دو سوبسترا با استفاده از روش های تابعی چگالی (dft) بر اساس مکانیسم تجربی این نوع واکنش ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور مدل هایی ساختاری از گونه های شیمیایی درگیر در واکنش ها طراحی شده و نمودارهای انرژی و انرژی آزاد مربوط به مسیر هر واکنش تعیین شدند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پاینان نامه با استفاده از مکانیک آماری، خواص ترمودینامیکی مخلوط فلداسپات های قلیائی و قلیائی خاکی، مورد مطالعه قرار گرفته است . در محاسبات این پایان نامه از مدل دو بعدی اندرسن - مزو و روش توسعه یافته توزیع مرحله به مرحله استفاده شده است . علاوه بر محاسبه خواص ترمودینامیکی از جمله انرژی، آنتروپی و انرژی ازاد هلمولتز آرایشی، به صورت تابعی از دما، جزء مولی انرژی های ترجیع و تاثیر متقابل، پدیده با نظمی - بی نظمی و اثر پارامترهای تعیین کننده بر روی آن بررسی شده است . کمیت جدیدی با نام پارامتر اختلاط معرفی گردیده و با محاسبه آن، پدیده تبدیل فاز که انتقال اختلاط - جدائی نامیده شده، بررسی گردیده است . دمای این انتقال به صورت تابعی از جزء مولی و انرژی های ترجیح و تاثیر متقابل محاسبه شده است . نتایج به صورت نموداری و جدول بندی شده به طور مفصل و کامل ارائه گردیده است . همچنین در این پایان نامه، به منظور دستیابی به نتایجی قاطع، یک بررسی دقیق و نسبتا" جامع به عمل آمده است .