Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/13960
Title: Κβαντοχημική μελέτη των μοριακών ιδιοτήτων του γραμμικού συστήματος GeCCCGe. Ηλεκτρικές πολυπολικές ροπές και (υπερ)πολωσιμότης
Other Titles: Quantum chemical study of molecular properties of the linear system GeCCCGe. Electrical multipole moments and (hyper)polarizabilities
Authors: Καραμάνης, Ιωάννης
Keywords: Μοριακές ιδιότητες
Κβαντοχημικές μέθοδοι
Πολυπολικές ροπές
Πολωσιμότης
Υπερπολωσιμότης
Γραμμικό μόριο
Keywords (translated): Molecular properties
Quantum chemical methods
Multipole moments
Polarizabilities
Hyperpolarizabilities
Linear molecule
Abstract: Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η μελέτη των ηλεκτρικών πολυπολικών ροπών (τετραπολική και δεκαεξαπολική) του γραμμικού μορίου GeCCCGe και η συμπεριφορά του μέσα σε ομογενή ηλεκτρικά πεδία διάφορων εντάσεων και διευθύνσεων μέσω στατικής διπολικής πολωσιμότητας και δεύτερης υπερπολωσιμότητας, όλα στη θεμελιώδη κατάσταση στη γεωμετρία ισορροπίας. Χρησιμοποιήθηκαν οι ab initio μέθοδοι Restricted Hartree Fock, δευτέρας τάξης Møller Plesset και Coupled Cluster with Singles and Doubles και οι DFT μέθοδοι Β3LYP, B3PW91, mPW1PW91, BHandH, BHandHLYP και CAM-B3LYP. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις ομάδες από διαφορετικά σύνολα βάσεις για όλους τους υπολογισμούς εκ των οποίων η μια χρησιμοποιείται για αποτελέσματα αναφοράς και μελέτης φαινομένων βάσης, ενώ οι άλλες δύο αποτελούνται από πολύ μικρότερα σύνολα βάσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μεγαλύτερα cluster άνθρακα-γερμανίου. Για των υπολογισμό της πολωσιμότητας και της δεύτερης υπερπολωσιμότητας χρησιμοποιείται η μέθοδος πεπερασμένου πεδίου, ενώ οι ροπές υπολογίζονται σαν αναμενόμενες τιμές του αντίστοιχου τελεστή. Σύγκριση των μεθόδων από την τοπολογία των αποτελεσμάτων τους παρέχεται μέσα από τα μεγέθη ομοιότητας και απόστασης των θεωρητικών περιγραφών τους. Η σύγκριση αυτή πραγματοποιείται τόσο πάνω στο σύνολο όλων των, εκ της παρούσης εργασίας υπολογισμένων μοριακών ιδιοτήτων, όσο και στα επιμέρους τμήματά της (ροπές και διαφορές ενέργειας λόγω παρουσίας ηλεκτρικού πεδίου). Επίσης παρέχεται ανάλυση των αποτελεσμάτων για την ανάδειξη της επιρροής του συνόλου βάσης αλλά και των συσχετιστικών διορθώσεων στα αποτελέσματα και την κριτική πάνω στην ακρίβεια των υπολογισμών. Τέλος παρέχονται ενδεικτικά, φάσματα IR και Raman και υπολογισμοί συχνοτήτων για τις διηγηρμένες δονητικές καταστάσεις του μορίου, τρισδιάστατες απεικονίσεις Homo - 5 έως Lumo + 5, και δεσμική ανάλυση μεταξύ των ατόμων με διάφορες μεθόδους ανάλυσης πληθυσμών.
Abstract (translated): The object of the present master thesis is the study of electrical multipole moments (quadrupole and hexadecapole) of the linear molecule GeCCCGe and its behavior in homogeneous fields of various intensities and orientations via its static dipole polarizability and second polarizability, in molecule's ground state and equilibrium. There have been used the quantum chemical methods, Restricted Hartree Fock, second order Møller Plesset and Coupled Cluster with Singles and Doubles and the DFT methods Β3LYP, B3PW91, mPW1PW91, BHandH, BHandHLYP and CAM-B3LYP. There have been used three groups of different sets of bases for all the calculations among which, one is used for benchmark calculations and a study on the basis effects, whereas the rest two are consisted of much smaller basis sets which can be used on larger clusters of carbon-germanium. For the calculation of polarizability and second hyperpolarizabilty the finite field method is implemented, while the moments are calculated as expectation values of the relative operators. Comparison of the methods using the topology of their results is given through similarity and distance of their theoretical descriptions. This comparison is made both on the entirety of the presently calculated molecular properties and their components (moments and energy differences due to the presence of electric fields). In addition an analysis of the results is included for the indication of the influence of basis set and correlation corrections and the critic over the accuracy of the calculations. Finally a demonstration of IR and Raman spectrum is included along with the frequency calculations of the vibrational excited states of the molecule, 3D visualizations of Homo - 5 to Lumo + 5 and a bonding study between the atoms with various method of population analysis.
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
master final.pdf1.24 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons