Введение
Глава 1. Конформационный анализ и квантовохимические методы расчета атомной структуры 12
1.1. Обратная задача колебательной спектроскопии 12
1.2. Обзор квантовохимических методов расчета
1.2.1. Приближение Борна-Оппенгеймера 17
1.2.2. Вариационный метод 19
1.2.3. Система тождественных частиц 21
1.2.4. Метод Хартри-Фока 25
1.2.5. Теория функционала плотности
1.2.5.1. Электронная плотность 32
1.2.5.2. Теоремы Хоэнберга-Кона 33
1.2.5.3. Метод Кона-Шема 35
1.3. Химическое строение молекул 41
1.3.1. Многоэлектронный атом 41
1.3.2. Гибридизация углерода, азота, кислорода 42
1.3.3. Соединения углерода, азота, кислорода 47
1.3.4. N-оксиды: описание, применение, актуальные задачи 60
Глава 2. Развитие методики проведения вычислительного эксперимента по конформационному анализу: использование методики функционала плотности
2.1. Описание программного пакета ABINIT 63
2.2. Описание методики вычислительного эксперимента
2.2.1. Варьирование конформационных параметров 67
2.2.2. Построение атомной системы 74
2.2.3. Прочие возможности утилиты conform.exe
2.2.3.1. Расчет и визуализация функции распределения электронной плотности 82
2.2.3.2. Конвертирование файлов 87 з
2.2.3.3. Расчет функции атомного рассеяния 92
2.3. Тестирование методики на модельных системах 93
2.3.1. Молекула этана 93
2.3.2. Молекула бутана 95
Глава 3. Реализация вычислительных экспериментов по конформационному анализу на основе разработанной методики 99
3.1. Конформационный анализ N-оксидов 99
3.1.1. Расчеты, не связанные с варьированием длины связи в N-оксидной группе или с варьированием угла поворота вокруг неё: 4-нитрохинолин-М-оксид 99
3.1.2. Расчеты, связанные с варьированием длины связи в N-оксидной группе или с варьированием угла поворота вокруг неё 101
3.1.2.1. Производные пиридина 101
3.1.2.1.1. Бис(пиридин-М-оксид)водород 107
3.1.2.1.2. Бис(2-метилпиридин-№оксид)водород 108
3.1.2.1.3. Бис(2,6-диметилпиридин-М-оксид)водород 109
3.1.2.2. Молекулы, содержащие две хинолиновые плоскости 111
3.1.2.2.1. Бис(4-хлорхинолин-М-оксид)водород 111
3.1.2.2.2. Комплекс N-оксида хинолина с хлоридом цинка
3.1.2.3. Аддукт 4-хлорхинолин-М-оксида с йодом 116
3.1.2.4. Расчеты, связанные с варьированием длины связи: 4-хинолин-диазоний-1 -оксид, 4-хлорхинолин-М-оксид, 4-метоксихинолин-М-оксид, 4-нитрохинолин-М-оксид 118
3.2. Конформационный анализ иных соединений: аддукт Zn-тетрафенилпорфина с диоксаном 123
Заключение 130
Приложения 132
Приложение 1. Расчет интеграла вида $ bSB V SBdx1dx2...dxN для системы из трех электронов 132 4
Приложение 2. Расчет интеграла вида foSD — Фж dnldn2...diLN для системы из трех электронов 134
Приложение 3. Сферическая система координат 137
Приложение 4. Собственные функции оператора квадрата момента импульса 138
Приложение 5. Водородоподобный атом 143
Приложение 6. Вывод значения тетраэдрического угла 147
Приложение 7. Функция атомного рассеяния 148
Литература
