دراسة نظرية للخصائص الإلكترونية والطيفية لبعض الجزيئات الثلاثية الذرات ودورها في دعم التقنيات الخضراء باستخدام برنامج Gaussian 09
DOI:
https://doi.org/10.31185/bsj.Vol23.Iss45.1757Keywords:
الكلمات المفتاحية: الخصائص الطيفية، الخصائص الإلكترونية، التقنيات الخضراء، Gaussian09Abstract
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم ومقارنة دقة مستويي نظرية الكثافة الوظيفية B3LYP/6-311++G(d,p) والطريقة شبه التجريبية PM6 في حساب الخواص الهندسية والطيفية والإلكترونية لثلاث جزيئات ثلاثية الذرات ذات أهمية بيئية: ثاني أكسيد الكربون CO₂، الماء H₂O، والأوزون O₃. أُجريت جميع الحسابات باستخدام برنامج Gaussian 09 Rev. C.01 مع تطبيق معاملات تحجيم للترددات الاهتزازية مأخوذة من قاعدة NIST CCCBDB. تكمن أصالة هذا البحث في ثلاثة جوانب رئيسية:
أولاً، تقديم بروتوكول تحقق كمي موحد لمقارنة الأداء الحسابي لمستويات نظرية مختلفة على مجموعة جزيئات متجانسة.
ثانياً، استخدام مقاييس إحصائية دقيقة تمثلت في متوسط الخطأ المطلق MAE وجذر متوسط مربع الخطأ RMSE للمقارنة مع قاعدة بيانات NIST Computational Chemistry Comparison and Benchmark Database
ثالثاً، ترجمة المخرجات النظرية إلى توصيات تطبيقية مباشرة، حيث رُبطت فجوة HOMO-LUMO لـ O₃ بكفاءته كمادة محفزة ضوئياً، واستقطابية CO₂ بتصميم مواد الامتزاز.أظهرت النتائج أن جميع البنى المحسنة خالية من الترددات التخيلية، مما يؤكد استقرارها عند الحد الأدنى للطاقة. حقق مستوى B3LYP/6-311++G(d,p) انحرافاً أقل من 1% للأطوال الرابطة وأقل من 4% للترددات الاهتزازية، بينما قدمت طريقة PM6 توازناً مقبولاً بين الدقة والكلفة الحسابية بانحراف 2-5%.
References
المصادر References
Alecu, I. M., Zheng, J., Zhao, Y.,&Truhlar, D. G. (2010). Computational thermochemistry: Scale factor databases and scale factors for vibrational frequencies obtained from electronic structure calculations. _Journal of Chemical Theory and Computation, 6_(9), 2872–2887. https://doi.org/10.1021/ct100326h
Atkins, P.,&de Paula, J. (2021). _Physical chemistry_ (12th ed.). Oxford University Press.
Barone, V. (2005). Anharmonic vibrational properties by a fully automated second-order perturbative approach. _Journal of Chemical Physics, 122_(1), 014108. https://doi.org/10.1063/1.1824901
Bartlett, R. J.,&Musiał, M. (2007). Coupled-cluster theory in quantum chemistry. _Reviews of Modern Physics, 79_(1), 291–352. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.79.291
Bernath, P. F. (2020). _Spectra of atoms and molecules_ (4th ed.). Oxford University Press.
D’Alessandro, D. M., Smit, B.,&Long, J. R. (2010). Carbon dioxide capture: Prospects for new materials. _Angewandte Chemie International Edition, 49_(35), 6058–6082. https://doi.org/10.1002/anie.201000431
Dunning, T. H. (1989). Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen. _Journal of Chemical Physics, 90_(2), 1007–1023. https://doi.org/10.1063/1.456153
Frisch, M. J., Trucks, G. W., Schlegel, H. B., Scuseria, G. E., Robb, M. A., Cheeseman, J. R., Scalmani, G., Barone, V., Petersson, G. A., Nakatsuji, H., Li, X., Caricato, M., Marenich, A. V., Bloino, J., Janesko, B. G., Gomperts, R., Mennucci, B., Hratchian, H. P., Ortiz, J. V., … Fox, D. J. (2016). _Gaussian 16 Rev. C.01_. Gaussian, Inc.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 د.ذكرى كمال طه
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
