Определение жесткости и мягкости молекулы

Оценка стабильности молекулы.

Энтальпия образования молекулы CHF₃ из простых веществ равна:

D_fH⁰ (CHF₃) = E(CHF₃) – 1/2E(C₂) – 3/2E(F₂)– 1/2E(H₂) = -336.771638+1/2*75.37903 + 3/2*198.67776 + 1/2*1.12683 = -0,5026а.е. = -315,688 ккал/моль = -1319,5763 кДж/моль

Вывод: Молекула CH₃F стабильна в стандартных условиях.

2. Свойства связей молекулы CF₃H

Уточненная геометрия и порядки связей молекулы CF₃H:

Обычно неэмпирические расчеты в базисе 6-31G^* позволяют получить геометрию молекул, подобных исследуемой (СCl_4, CНF₃, СНCl₃), с экспериментальной точностью. Аналогичной степени точности следует ожидать и для молекулы CHF_3.

Валентность атомов по Коулсону в молекуле CHF₃:

ATOM ВАЛЕНТНОСТЬ

1 F 0.951

2 C 3.786

3 H 0.940

Сопоставляя длину связей в молекуле CHF₃ с их порядком и валентностью атомов, можно сделать вывод: Связи в молекуле CHF₃ ковалентные.

3. Энергетическая диаграмма (а.е.):

	-26.3416
	-26.3416
	-26.3416
	-11.5007
	-1.7401
	-1.6384
	-1.6384
	-0.9853
	-0.8498
	-0.8254
	-0.8254
	-0.7056
	-0.7056
	-0.6602
	-0.6602
	-0.6419
	-0.5881
	0.2684
	0.3631
	0.3631
	0.4711

4.Определение нуклеофильных и электрофильных свойств молекулы CHF₃.

Энергия НВМО молекулы CHF₃ положительна (0.2684 а.е.).

Вывод: Молекула CHF₃ - нуклеофил.

Определение жесткости и мягкости молекулы.

ВЗМО молекулы CHF₃ невырождена. Разница ее энергии и энергии более низколежащих МО составляет 0,0538 а.е.

Вывод: Молекула CHF₃ является мягким реагентом.

Жесткость молекулы CHF₃:

h = (Е_НВМО – Е_ВЗМО) = ½(0.2684+0.5881) = 0,42825 а.е.

Мягкость молекулы CHF₃:

S= =1,1675 а.е.^-1

6. Определение положения реакционных центров.

Реакционная способность молекулы CHF₃ как мягкого реагента определяется граничной плотностью электронов на ато­мах. Заселённость по Малликену следующая:

ATOM MUL.POP

1 F 9.345717

2 C 5.116791

3 H 0.846057

Максимальная граничная плотность электронов на атомах F.

Вывод: Атом F – наиболее вероятные центры электрофильной атаки.

7. Оценка растворимости.

Электрический дипольный момент молекулы CHF₃ имеет большую величину 1.6982 D.

Вывод: Молекула CHF₃ растворима преимущественно в сильно полярных растворителях (вода, спирты).