[서울대학교 화실 A+] 계산화학실습 결과보고서

소개글

[서울대학교 화실 A+] 계산화학실습 결과보고서

2023학년도 1학기에 수강한 서울대학교 "화학실험" 과목에서 최종 A+를 받은 보고서입니다.
해당 결과보고서는 50점 만점에 44점을 받았습니다.

결과보고서 평균 점수가 30.5점으로, 결과 해석 및 과제 문제 해결이 매우 까다로웠던 실험입니다.

해당 보고서는 결과 해석 부분에서는 만점을 받고, 과제에서만 감점을 받았습니다. 자세한 채점 기준 및 감점 이유에 대해 문의한 내용을 보고서 마지막에 추가해 두었습니다.

2024학년도 1학기 기준으로 "화학실험1" 과목은 "화학실험"과 동일한 커리큘럼으로 진행되므로, 이 자료를 참고하셔도 됩니다.

목차

1. [ Data & Results ]
1) H2와 He2 분자에 대한 결합 길이 및 결합 에너지 계산 결과
2) H2와 He2 분자의 퍼텐셜 에너지 곡면(PES) 그래프
3) H2와 He2 분자의 MO 에너지 준위 그림 및 3차원 MO 모양

2. [ Discussion ]
1) H2와 He2 분자에 대한 결합 길이 및 결합 에너지 계산 결과에 대한 분석
2) H2와 He2 분자의 퍼텐셜 에너지 곡면(PES) 그래프에 대한 논의
3) H2와 He2 분자의 MO 에너지 준위 그림 및 3차원 MO 모양에 대한 분석

3. [ Conclusion ]

4. [ Assignment ]
1) Hartree-Fock method의 한계에 대해 설명하여라.
2) “6-31G basis set"에서 6-31G의 각각의 의미가 무엇인지 설명하여라. 다른 basis set의 예시를 한 가지 더 들고, 같은 방식으로 설명하여라.

5. [ Reference ]

본문내용

[ Data & Results ]
1. H2와 He2 분자에 대한 결합 길이 및 결합 에너지 계산 결과
Avogadro, Gamess, 그리고 wxMacmolplt 프로그램을 사용하여 계산한 결과는 다음과 같다.

2. H2와 He2 분자의 퍼텐셜 에너지 곡면(PES) 그래프
계산 모드를 ‘Equilibrium Geometry’가 아닌 ‘Single Point Energy’로 두고, 구조 최적화를 진행하지 않은 상태에서 결합 길이를 바꾸어가며 각각의 경우에 퍼텐셜 에너지를 구하였다

3. H2와 He2 분자의 MO 에너지 준위 그림 및 3차원 MO 모양
왼쪽은 수소 분자, 오른쪽은 헬륨 이합체의 3차원 분자 오비탈 모양을 나타낸 것이다.
각각 수소 분자(H2)와 헬륨 이합체(He2)의 Molecular Orbital Diagram을 그린 것이다.

참고 자료

GAMESS manual. https://www.msg.chem.iastate.edu/gamess/GAMESS_Manual/input.pdf (accessed 2023-04-27).
Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.;Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J.A. General Atomic and Molecular Electronic Structure System. J. Comput. Chem. 1993, 14(11), 1347—1363.
Gordon, M. S.; Schmidt, M. W. Advances in electronic structure theory: GAMESS a decade later. In Theory and Applications of Computational Chemistry, Elsevier, 2005; pp 1167—1189.
Atkins, P. W.; Jones, L. Chemical Principles: The quest for insight; MacMillan, 2009.
김희준; 일반화학실험, 자유 아카데미, 2010.
Andersson M. P.; Uvdal P. New Scale Factors for Harmonic Vibrational Frequencies Using the B3LYP Density Functional Method with the Triple-ζ Basis Set 6-311, G(d,p). J. Phys. Chem. 2005, 109(12), 2937—2941. DOI: 10.1021/jp045733a