Введение
1 Методы расчёта структуры и свойств химических соединений. литературный обзор 17
1.1 Методы молекулярной механики. Общие положения 17
1.1.1 Силовые поля молекулярной механики 20
1.1.2. Силовое поле ММ2 23
1.1.3. Энергия растяжения связи 24
1.1.4. Энергия деформации валентных углов 26
1.1.5. Энергия деформации торсионных углов 28
1.1.6. Энергия несвязанных взаимодействий атомов
1.1.6.1. Энергия ван-дер-ваальсовского взаимодействия 29
1.1.6.2. Граничные значения параметров для ван-дер-ваальсовых взаимодействий 30
1.1.6.3. Вклад электростатического взаимодействия в стерическую энергию молекул 31
1.1.6.4. Предельные значения параметров для электростатических взаимодействий 32
1.1.6.5. Внеплоскостные деформации 33
1.1.6.6. Молекулы с тг-связями 34
1.1.6.7. Учёт взаимного влияния растяжения связей и угловых деформаций 35
1.1.6.8. Учёт взаимосвязи различных взаимодействий 35
1.1.6.9. Краткий обзор применимости методов молекулярной
механики 36
1.1.6.10 Понятие о поверхности потенциальной энергии (ППЭ) 37
1.1.6.11. Однократный расчёт энергии 39
1.1.6.12. Оптимизация геометрии молекулярной модели 40
1.1.7 Силовые поля II и III класса 44
1.2 Методы квантовой химии 44
1.2.1. Адиабатическое приближение и приближение Борна-Оппенгеймера 46
1.2.2. Метод самосогласованного поля Хартри и метод Хартри-Фока .48
1.2.3. Метод молекулярных орбиталей 54
1.2.4. Выбор базисных наборов атомных орбиталей для
построения МО 56
1.2.5. Суперпозиционная ошибка базисного набора .60
1.2.6. Методы расчета свойств химических соединений, учитывающие электронную корреляцию .62
1.2.7. Методы теории функционала плотности
1.3. Полуэмпирические квантово-химические методы 73
1.4. Расчет энтальпий образования химических соединений
1.4.1. Расчет энтальпий образования химических соединений полуэмпирическими методами 81
1.4.2. Расчет энтальпий образования химических соединений
неэмпирическими методами 82
2. Экспериментальная часть .86
2.1. Общие сведения о пакете ChemBioOffice 2008 .86
2.2. Выполнение расчетов методами молекулярной механики 89
2.3. Расчеты полуэмпирическими квантово-химическими методами
2.3.1. Расчет теплот образования 90
2.3.2. Расчеты распределения зарядов в молекулах химических соединений .94
2.3.3. Расчет термодинамических функций химических соединений
в растворах 99
2.3.4 Расчет структуры переходного состояния в ходе химической реакции и пути реакции 101
2.4. Выполнение расчетов неэмпирическими квантово-химическими
методами 104
2.4.1. Расчеты с помощью пакета GAMESS 104
2.4.2. Расчет межмолекулярных взаимодействий методом супермолекулы 106
3 Квантово-химические расчеты направления превращений компонентов тяжелых нефтей в условиях акватермолиза 107
4 Моделирование и квантово-химические расчёты в исследовании процессов нефтепереработки 120
4.1 Исследование наложения бензиновых фракций 120
4.2 Механизм наложения бензиновых фракций. Квантово-химические расчёты 125
4.2.1 Расчёт энергии взаимодействия бензола с УВ бензиновых фракций 125
4.2.2 Расчёт энергии взаимодействия бензола и толуола в возбуждённом состоянии .134
4.2.3 Расчёт энергии взаимодействия между молекулами индивидуальных углеводородов бензиновых фракций
4.2.4. Оптимизация физико-химических свойств бензиновых фракций для производства риформата с минимальным содержанием бензола 144
4.2.5. Способ снижения содержания бензола в риформатах на установках ЛЧ-35-11/300М и ЛЧ-35-11/1000 .149
4.3 Роль межмолекулярных взаимодействий в распределении общей и мер каптановой серы между фракциями, выделенными из нефти 150
4.3.1 Распределение общей и меркаптановой серы по узким бензиновым фракциям нефтяного сырья различного состава 150
4.3.2 Межмолекулярные взаимодействия легких меркаптанов с ароматическими углеводородами узких бензиновых фракций прямогонного бензина 161
4.4 Компьютерное моделирование и квантово-химические расчеты в иссле довании механизма действия присадок к дизельным топли-вам 165
4.4.1 Компьютерное моделирование структуры и свойств межмолекулярных комплексов компонентов дизельных топлив в присутствии депрессорно-диспергирующих присадок 167
4.4.2 Компьютерное моделирование взаимодействия депрессорных присадок с парафиновыми углеводородами в дизельных топливах .176
4.4.3 Компьютерное моделирование взаимодействия инициатора горения с компонентами дизельных топлив .184
4.4.4 Квантово-химический расчет стабильности присадок к дизельному топливу 197
4.4.5 Исследование бимолекулярных комплексов сукцинимида и малеинимида с молекулами бензола, бензола и малеинимида с молекулами воды неэмпирическими квантово-химическими методами 203
4.5 Компьютерное моделирование и квантово-химические расчеты в изучении механизма антидетонационного действия присадок к бензинам на основе ароматических аминов 233
4.6 Связь индукционного периода окисления бензина с концентрацией анти окислительной присадки 241
5 Компьютерное моделирование и квантово-химические расчеты в процессах нефтехимии .245
5.1 Алкилирование бензола пропиленом в присутствии алкилхлорсиланов 245
5.2 Моделирование образования каталитических комплексов пропилена с органохлорсиланами 247
5.3 Кинетика и механизм дисмутации толуола .250
5.4 Трансалкилирование толуола м-ксилолом 271
5.5 Атмосферный риформинг бензиновой фракции и крекинг н-гексадека на в присутствии цеолиталюмосиликатных катализаторов 276
Выводы 280
Список литературы
