FREIE UNIVERSITÄT BERLIN Takustr. 6, Tel.: 8385 3460

Institut für Kristallographie Berlin, 05.01.2006

9. Übung zur Vorlesung

MOLECULAR MODELLING AN WORKSTATIONS
(Mathematik III für Chemiker)

(Luger, Strümpel, Dreißig, Scheins, Förster, Kalinowski)

Wintersemester 2005/2006

S P A R T A N

SPARTAN wird mit dem Befehl spartan5 gestartet. Nachdem Sie das Fenster auf dem Bildschirm positioniert haben (Mausklick), können Sie das HELP-MENU anklicken. Dieses enthält z.B. Informationen über die Verwendung der Maus, denn die Strukturen können mit Hilfe der Maus bewegt und skaliert werden.

1. Build, Model, Geometry
   1. Entry Builder:
      Der Model-Builder wird durch File-New aufgerufen. Erzeugen Sie die folgenden Moleküle:

      Bullvalen	Cyclohexen	Bicyclobutan	Furfural

   2. Expert Builder:
      Erzeugen Sie die folgenden Moleküle mit dem Expert Builder:

      Schwefeltetrafluorid	Triphenylphosphinoxid	Cyclopentadienyl-
      		tricarbonyl-Eisen

   3. Peptide Builder:
      Sie können auch ein Oligopeptid bauen. Es gibt die Möglichkeit $\alpha$-Helices und $\beta$-Faltblätter als Sekundärstrukturen zu erzeugen.

   4. MM-Optimierung mit einigen Molekülen
      • Untersuchung der Geometrie (Bindungslängen, Bindungswinkel, Torsionswinkel)
      • Stellen Sie die Moleküle in verschiedenen Modellen dar.

2. ab-initio Rechnung an Formaldehyd
   1. Setup, Surface, Volume

      Führen Sie eine Hartree-Fock (HF) ab-initio Single Point Energy Berechnung an Formaldehyd durch. Verwenden Sie den minimalen Basissatz (STO-3G). Dabei sollten folgende Eigenschaften für die Ausgabe gespeichert werden: Molekülorbitale, Dipolmoment, Atomladungen (electrostatic charges) und Frequenzen. Die Ausgabedateien sollten als formaldehyd.3G gespeichert werden. Speichern Sie zweidimensionale (Volumes) und dreidimensionale (Surfaces) Grids des HOMO und LUMO.

   2. Display

      Im Display-Menü können diese Grids als Oberflächen (surface) bzw. als zweidimensionale Ebenen (slices) dargestellt werden. Nachdem eine Ebene mit der linken Maustaste aktiviert wurde, kann diese interaktiv bewegt werden. Es lassen sich auch mehrere Ebenen und Oberflächen gleichzeitig anzeigen. Betrachten Sie auch den Output, dort sind neben den Koordinaten des Moleküls, auch die Atomladungen und die MO-Koeffizienten gespeichert.

   3. Fundamentalschwingungen (vibrations)

      Betrachten Sie die Fundamentalschwingungen von Formaldehyd (Display Vibrations). Unterscheiden Sie Valenz- und Deformationsschwingungen.