DFT розрахунки електронних спектрів поглинання метилового помаранчевого

Abstract

Метою даної роботи є провести розрахунки спектрів таутомерних форм метилового помаранчевого за допомогою DFT розрахунків. Аналіз проводився за допомогою квантово-хімічних розрахунків з використанням методу теорії функціоналу густини (DFT) та часово-залежної теорії DFT – TD-DFT. Було використано функціонали B3LYP та CAM-B3LYP. Розрахунки проводились в базисі cc-pVDZ. У першій частині роботи були розглянуті загальні відомості про метиловий помаранчевий, його властивості та галузі використання. Також приділено увагу методам розв’язку рівняння Шредингера та перевагам методу теорії функціоналу густини (DFT) для розрахунків спектрів поглинання метилового помаранчевого. В розрахунковій частині приділено увагу таутомерним формам метилового помаранчевого, оптимізовано їх геометрії. Для депротонованих форм було проведено розрахунки зарядів на атомах, для протонованих форм були розраховані значення відносних енергій. Для обраних структур проведено розрахунок електронно збуджених станів. Для депротонованих та протонованих форм розраховані довжини хвиль поглинання, їх співставлення із експериментальними значеннями.

The purpose of this work is to calculate the spectra of tautomeric forms of methyl orange using DFT calculations. The analysis was carried out using quantum chemical calculations using the Density Functional Theory (DFT) and time dependent DFT theory (TD DFT). The cc-pVDZ basis set has been used. The first part of this paper reviewed general information about methyl orange, its properties and areas of use. Attention was also paid to methods for solving the Schrödinger equation and the advantages of the density functional theory (DFT) method for calculating the absorption spectra of methyl orange. In the calculation part, attention was paid to tautomeric forms of methyl orange, their geometries were optimized. For deprotonated forms, calculations of charges on atoms were performed, for protonated forms, relative energy values were calculated. For selected structures, calculations of electronically excited states were performed. For deprotonated and protonated forms, absorption wavelengths were calculated and compared with experimental values.