Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS
Το θείο και ο άνθρακας μαζί εμφανίζουν τη μεγαλύτερη αφθονία στον διαστρικό χώρο, γεγονός που τα καθιστά σημαντικά στις αστροχημικές διεργασίες. Οι θειο-υποκατεστημένες ανθρακικές αλυσίδες έχουν ανιχνευτεί σε αρκετά αντικείμενα του μεσοαστρικού χώρου. Τις προηγούμενες δεκαετίες πολλές ερευνητικές ομ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13956 |
| id |
nemertes-10889-13956 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ηλεκτρικές ιδιότητες Διπολική ροπή Πολυπολικές ροπές Διπολική πολωσιμότητα (Υπερ)πολωσιμότητες Εlectric properties Αb initio DFT Dipole moment Μultipole moments Dipole polarizability (Ηyper)polarizabilities |
| spellingShingle |
Ηλεκτρικές ιδιότητες Διπολική ροπή Πολυπολικές ροπές Διπολική πολωσιμότητα (Υπερ)πολωσιμότητες Εlectric properties Αb initio DFT Dipole moment Μultipole moments Dipole polarizability (Ηyper)polarizabilities Βαλανίδης, Παναγιώτης Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS |
| description |
Το θείο και ο άνθρακας μαζί εμφανίζουν τη μεγαλύτερη αφθονία στον διαστρικό χώρο, γεγονός που τα καθιστά σημαντικά στις αστροχημικές διεργασίες. Οι θειο-υποκατεστημένες ανθρακικές αλυσίδες έχουν ανιχνευτεί σε αρκετά αντικείμενα του μεσοαστρικού χώρου. Τις προηγούμενες δεκαετίες πολλές ερευνητικές ομάδες ασχολήθηκαν πειραματικά και θεωρητικά με τις φασματοσκοπικές και τις μοριακές ιδιότητες τέτοιων γραμμικών αλυσίδων. Στη βιβλιογραφία όμως, ελάχιστα υπάρχουν για τις ηλεκτρικές ιδιότητές τους, όπως η πολωσιμότητα και η διπολική ροπή. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες μας πληροφορούν για την κατανομή των ηλεκτρονίων, αλλά και την ευκολία παραμόρφωσης του ηλεκτρονιακού νέφους, δίνοντάς μας άμεσες πληροφορίες για την χημική συμπεριφορά των μοριακών συστημάτων. Επίσης, συνδέονται με ποικίλα πειραματικά μεγέθη, όπως η σκληρότητα (Hardness), η ηλεκτραρνητικότητα, η διηλεκτρική σταθερά και ο δείκτης διάθλασης. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ευρέως στην Αστροχημεία και σε σύγχρονες εφαρμογές στον χώρο των νανοδομημένων υλικών και της μοριακής φαρμακολογίας.
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία μελετήθηκαν οι ηλεκτρικές ιδιότητες των τεσσάρων γραμμικών αλυσίδων CnS (n = 1, 3, 5, 7), καθώς και η μεταβολή αυτών των ιδιοτήτων με την ακρίβεια των μεθόδων, την αύξηση του συνόλου βάσης και την αύξηση της ανθρακικής αλυσίδας. Συγκεκριμένα, υπολογίστηκαν τα φορτία των ατόμων από ανάλυση NBO με τη μέθοδο MP2(full) και τη βάση cc-pVTZ. Με την ίδια μέθοδο και βάση υπολογίστηκαν οι ενέργειες και τα σχήματα των μοριακών τροχιακών από HOMO-5 μέχρι LUMO+3. Έπειτα, υπολογίστηκαν οι διπολικές, τετραπολικές, οκταπολικές και δεκαεξαπολικές (μ, Θ, Ω και Φ) ροπές με 3 ab initio (RHF, MP2 και CCSD) και 6 DFT (B3LYP, B3PW91, mPW1PW91, BHandH, BHandHLYP και CAM-B3LYP) μεθόδους για 5 σύνολα βάσης αυξανόμενου μεγέθους (Β0, Β1, Β2, Β3 Β4) που κατασκευάστηκαν ώστε να βελτιστοποιούν την ενέργεια και την πολωσιμότητα των μοριακών μας συστημάτων. Τέλος, υπολογίστηκαν οι διπολικές πολωσιμότητες (α) και οι πρώτες και δεύτερες υπερπολωσιμότητες (β και γ) χρησιμοποιώντας τις ενέργειες που προκύπτουν, από την εφαρμογή 13 διαφορετικών ομογενών ηλεκτρικών πεδίων σε καθένα από τα προς μελέτη μόρια. |
| author2 |
Μαρούλης, Γεώργιος |
| author_facet |
Μαρούλης, Γεώργιος Βαλανίδης, Παναγιώτης |
| format |
Thesis |
| author |
Βαλανίδης, Παναγιώτης |
| author_sort |
Βαλανίδης, Παναγιώτης |
| title |
Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS |
| title_short |
Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS |
| title_full |
Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS |
| title_fullStr |
Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS |
| title_full_unstemmed |
Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS |
| title_sort |
μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων cs, cccs, cccccs και cccccccs |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13956 |
| work_keys_str_mv |
AT balanidēspanagiōtēs moriakesidiotētestōnastrophysikōssēmantikōnmoriōncscccscccccskaicccccccs AT balanidēspanagiōtēs molecularpropertiesofastrophysicallyimportantmoleculescscccscccccsandcccccccs |
| _version_ |
1771297233624367104 |
| spelling |
nemertes-10889-139562022-09-05T14:08:43Z Μοριακές ιδιότητες των αστροφυσικώς σημαντικών μορίων CS, CCCS, CCCCCS και CCCCCCCS Molecular properties of astrophysically important molecules CS, CCCS, CCCCCS and CCCCCCCS Βαλανίδης, Παναγιώτης Μαρούλης, Γεώργιος Μαρούλης, Γεώργιος Ντάλας, Ευάγγελος Κολιαδήμα, Αθανασία Valanidis, Panagiotis Ηλεκτρικές ιδιότητες Διπολική ροπή Πολυπολικές ροπές Διπολική πολωσιμότητα (Υπερ)πολωσιμότητες Εlectric properties Αb initio DFT Dipole moment Μultipole moments Dipole polarizability (Ηyper)polarizabilities Το θείο και ο άνθρακας μαζί εμφανίζουν τη μεγαλύτερη αφθονία στον διαστρικό χώρο, γεγονός που τα καθιστά σημαντικά στις αστροχημικές διεργασίες. Οι θειο-υποκατεστημένες ανθρακικές αλυσίδες έχουν ανιχνευτεί σε αρκετά αντικείμενα του μεσοαστρικού χώρου. Τις προηγούμενες δεκαετίες πολλές ερευνητικές ομάδες ασχολήθηκαν πειραματικά και θεωρητικά με τις φασματοσκοπικές και τις μοριακές ιδιότητες τέτοιων γραμμικών αλυσίδων. Στη βιβλιογραφία όμως, ελάχιστα υπάρχουν για τις ηλεκτρικές ιδιότητές τους, όπως η πολωσιμότητα και η διπολική ροπή. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες μας πληροφορούν για την κατανομή των ηλεκτρονίων, αλλά και την ευκολία παραμόρφωσης του ηλεκτρονιακού νέφους, δίνοντάς μας άμεσες πληροφορίες για την χημική συμπεριφορά των μοριακών συστημάτων. Επίσης, συνδέονται με ποικίλα πειραματικά μεγέθη, όπως η σκληρότητα (Hardness), η ηλεκτραρνητικότητα, η διηλεκτρική σταθερά και ο δείκτης διάθλασης. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ευρέως στην Αστροχημεία και σε σύγχρονες εφαρμογές στον χώρο των νανοδομημένων υλικών και της μοριακής φαρμακολογίας. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία μελετήθηκαν οι ηλεκτρικές ιδιότητες των τεσσάρων γραμμικών αλυσίδων CnS (n = 1, 3, 5, 7), καθώς και η μεταβολή αυτών των ιδιοτήτων με την ακρίβεια των μεθόδων, την αύξηση του συνόλου βάσης και την αύξηση της ανθρακικής αλυσίδας. Συγκεκριμένα, υπολογίστηκαν τα φορτία των ατόμων από ανάλυση NBO με τη μέθοδο MP2(full) και τη βάση cc-pVTZ. Με την ίδια μέθοδο και βάση υπολογίστηκαν οι ενέργειες και τα σχήματα των μοριακών τροχιακών από HOMO-5 μέχρι LUMO+3. Έπειτα, υπολογίστηκαν οι διπολικές, τετραπολικές, οκταπολικές και δεκαεξαπολικές (μ, Θ, Ω και Φ) ροπές με 3 ab initio (RHF, MP2 και CCSD) και 6 DFT (B3LYP, B3PW91, mPW1PW91, BHandH, BHandHLYP και CAM-B3LYP) μεθόδους για 5 σύνολα βάσης αυξανόμενου μεγέθους (Β0, Β1, Β2, Β3 Β4) που κατασκευάστηκαν ώστε να βελτιστοποιούν την ενέργεια και την πολωσιμότητα των μοριακών μας συστημάτων. Τέλος, υπολογίστηκαν οι διπολικές πολωσιμότητες (α) και οι πρώτες και δεύτερες υπερπολωσιμότητες (β και γ) χρησιμοποιώντας τις ενέργειες που προκύπτουν, από την εφαρμογή 13 διαφορετικών ομογενών ηλεκτρικών πεδίων σε καθένα από τα προς μελέτη μόρια. Sulfur and carbon together exhibit the greatest abundance in the interstellar space, which makes them important in astrochemical processes. Thio-substituted carbon chains have been detected in several objects of the mesoastric space. In the past decades, many research groups have been experimentally and theoretically concerned with the spectroscopic and molecular properties of such linear chains. In literature, however, there is little for their electrical properties, such as polarizability and dipole moment. The electrical properties tell us about the electron distribution and the ease of deformation of the electron cloud, giving us direct information on the chemical behavior of the molecular systems. They are also associated with a variety of experimental sizes, such as hardness, electronegativity, dielectric constant, and refractive index. For this reason, τhe electrical properties are widely used in Astronomy and in modern applications in the field of nanostructured materials and molecular pharmacology. Τhis postgraduate diploma thesis studies the electrical properties of the four linear chains CnS(n = 1, 3, 5, 7), as well as the change of these properties with the accuracy of methods, the increase of the base set and the increase of the carbon chain. Specifically, charges of atoms were calculated from NBO analysis by the MP2(full) method and the cc-pVTZ basis. With the same method and basis, the energies and shapes of the molecular orbits from HOMO-5 to LUMO+3 are calculated. Then, dipole, quadrupole, octapole and hexadecapole (μ, Θ, Ω and Φ) moments with 3 ab initio (RHF, MP2 and CCSD) and 6 DFT (B3LYP, B3PW91, mPW1PW91, BHandH, BHandHLYP and CAM-B3LYP) methods are calculated for 5 basis sets of increasing size (B0, B1, B2, B3, B4) constructed to optimize the energy and polarizability of our molecular systems. Finally, dipole polarizability (α) and first and second hyperpolarizabilities (β and γ) are calculated using the kinetic energies arising by the influence of 13 different homogeneous electric fields in each of the molecules which are studied. 2020-10-08T10:22:57Z 2020-10-08T10:22:57Z 2019-10-04 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13956 gr 12 application/pdf |
