Entwicklung von Potentialparametern der intermolekularen Wechselwirkung in Wasser zur Berechnung thermodynamischer und struktureller Eigenschaften reinen flüssigen Wassers und wässriger Lösungen: Integralgleichungsmethoden und deren Kopplung mit quantenchemischen Verfahren
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Regensburg
2003
|
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| Online-Zugang: | Volltext Volltext Inhaltsverzeichnis |
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INHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG
1
I
DIE
BERECHNUNG
VON
MOLEKUELEIGENSCHAFTEN
MIT
DER
QUANTENMECHANIK
3
1.1
DIE
SCHROEDINGER-GLEICHUNG
.
3
1.
1.1
DIE
BORN-OPPENHEIMER-NAEHERUNG
.
4
1.
1.2
DIE
HARTREE-FOCK-GLEICHUNGEN
.
5
1.1.3
DIE
ROOTHAAN-HALL-GLEICHUNGEN
.
7
1.1.4
GEGENUEBERSTELLUNG
VON
AB-INITIO
UND
SEMIEMPIRISCHEN
VERFAHREN
.
9
1.1.5
DIE
KEM-SCHROEDINGER-GLEICHUNG
.
10
1.2
DIE
ENERGIEHYPERFLAECHE
.
11
1.2.1
DIE
BERECHNUNG
DER
ENERGIEHYPERFLAECHE
.
11
1.2.2
AUSGEZEICHNETE
PUNKTE
AUF
DER
ENERGIEHYPERFLAECHE
UND
DEREN
CHEMISCHE
INTERPRETATION
.
11
1.2.3
DAS
AUFFINDEN
VON
MINIMA
UND
UEBERGANGSZUSTAENDEN
AUF
DER
ENERGIEHY
PERFLAECHE
.
14
II
DIE STATISTISCHE
THERMODYNAMIK
IDEALER
GASE
17
N.L
DIE
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
EIGENSCHAFTEN
AUS
DER
ZUSTANDSSUMME
.
.
17
II.2
DIE
BERECHNUNG
DER
ZUSTANDSSUMME
.
18
II.2.1
DIE
ENERGIEEIGENWERTE
DER
ELEKTRONISCHEN
SCHROEDINGER-GLEICHUNG
.
18
II.2.2
DIE
ENERGIEEIGENWERTE
DER
NUKLEAREN
SCHROEDINGER-GLEICHUNG
.
18
II.2.2.1
DIE
TRANSLATORISCHE
ZUSTANDSSUMME
.
19
II.2.2.2
DIE
ROTATORISCHE
ZUSTANDSSUMME
.
19
II.2.2.3
DIE
VIBRATORISCHE
ZUSTANDSSUMME
.
20
III
DIE
SITE-SITE-ORNSTEIN-ZERNIKE-GLEICHUNG
21
III.
1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
.
22
HI.
1.1
DIE
SSOZ-GLEICHUNG
UND
IHRE
ABSCHLUSSRELATION
.
22
HI.
1.1.1
REINE
KOMPONENTEN
.
22
DI.
1.1.2
MISCHUNGEN
UND
UNENDLICH
VERDUENNTE
LOESUNGEN
.
24
UI.
1.2
POTENTIALANSAETZE
IM
SSOZ-FORMALISMUS
.
25
HI.
1.3
DIE
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
GROESSEN
BASIEREND
AUF
DER
SSOZ
IN
TEGRALGLEICHUNGSTHEORIE
.
29
IN.
1.3.1
THERMODYNAMISCHE
GROESSEN
VON
REINSTOFFEN
.
29
HI.
1.3.2
THERMODYNAMISCHE
GROESSEN
IN
UNENDLICHER
VERDUENNUNG
.
32
IN.2
DAS DIREKTE
ITERATIONSVERFAHREN
ZUR
LOESUNG
DER
SSOZ-GLEICHUNG
.
34
NI.2.
1
EINE
EINFUEHRUNG
IN
DEN
ALGORITHMUS
DER
DIREKTEN
ITERATION
.
34
X
INHALTSVERZEICHNIS
NI.2.2
DAS
EINFACHE
DIREKTE
ITERATIONSVERFAHREN
.
36
NI.2.2.
1
LOESUNG
DER
SSOZ-GLEICHUNG
FUER
REINE
KOMPONENTEN
.
36
M.2.2.2
LOESUNG DER
SSOZ-GLEICHUNG
FUER
DIE
UNENDLICHE
VERDUENNUNG
.
.
40
M.2.3
EINFLUSS
DER
ITERATIONSPARAMETER
AUF
DAS
ERGEBNIS
DER
ITERATION
.
42
M.2.3.1
ITERATIONSPARAMETER
.
42
III.2.3
.2
DAEMPFUNGSPARAMETER
SS
.
42
M.2.3.3
ITERATIONSZYKLEN
I
UND
ABBRUCHKRITERIUM
.
43
III.2.3.4
PUNKTE
N
UND
SCHRITTWEITE
AR
IM
ORTSRAUM
.
44
III.3
ENTWICKLUNG
KONVERGENZSTABILISIERENDER
UND
KONVERGENZBESCHLEUNIGENDER
LOESUNGS
VERFAHREN
AUF
DER
BASIS
DER
DIREKTEN
ITERATION
.
46
M.3.1
PROBLEME
DES
EINFACHEN
DIREKTEN
ITERATIONSVERFAHRENS
.
46
M.3.2
MODIFIKATION
DES
ABBRUCHKRITERIUMS
DER
ITERATION
.
48
M.3.3
DAS
LEASTSQUARE-EXTRAPOLATIONSVEFAHREN
.
49
III.3.4
DAS
SS
VARIATIONSVERFAHREN
.
59
III.3.5
DAS
/3-EXTRAPOLATIONSVERFAHREN
.
63
M.4
DIE
BERECHNUNG
VON
FLUESSIGKEITSEIGENSCHAFTEN
MIT
WECHSELWIRKUNGSPARAMETEM
AUS
DER
LITERATUR
.
69
M.4.1
WAHL
DER
ITERATIONSPARAMETER
UND
DES
ITERATIONSVERFAHRENS
.
69
III.4.2
WASSER
.
70
III.4.3
KOHLENWASSERSTOFFE
.
71
M.4.4
ALKYLETHER
.
*72
III.4.5
ALKOHOLE,
AMIDE,
CARBONSAEUREN
.
73
M.4.6
ZUSAMMENFASSENDE
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
73
III.5
ENTWICKLUNG
EINES
POTENTIALPARAMETERSATZES
FUER
REINES
WASSER
.
73
III.5.1
SPEZIFIKATION
VON
GEOMETRIE
UND
PARTIALLADUNGEN
FUER
DAS
WASSER-MODELL
.
74
III.5.2
SPEZIFIKATION
DES
POTENTIALMODELLS
.
75
NI.5.3
ANPASSUNG
DER
POTENTIALPARAMETER
AN
AUSGEWAEHLTE
EXPERIMENTELLE
GROESSEN
.
76
M.5.3.1
GRUNDUEBERLEGUNGEN
.
76
M.5.3.2
WAHL
DER
VERFAHREN
ZUR
PARAMETERBESTIMMUNG
.
77
M.5.3.3
EXPERIMENTELL
GEGEBENE
STUETZPUNKTE
.
80
M.5.3.4
ITERATIONSALGORITHMUS
UND
ITERATIONSPARAMETER
.
80
M.5.4
ERGEBNIS
DER
PARAMETERANPASSUNG
.
81
M.5.4.1
ERGEBNIS
DES
MONTE-CARLO-VERFAHRENS
ZUR
PARAMETERABSCHAETZUNG
81
III.5.4.2
ERGEBNIS
DER
METHODE
DES
STEILSTEN
ABSTIEGS
.
82
III.5.4.3 ERGEBNIS
DES
GITTERSCAN-VERFAHRENS
.
82
M.5.4.4
RECHENZEITAUFWAND
.
85
M.5.5
UNTERSUCHUNG
AUSGEWAEHLTER
PARAMETERSAETZE
BEZUEGLICH
THERMODYNAMISCHER
UND
STRUKTURELLER
EIGENSCHAFTEN
.
86
M.5.5.1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
ZUR
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
EIGENSCHAFTEN
.
86
NI.5.5.2
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
EIGENSCHAFTEN
VON
WASSER
.
91
M.5.5.3
BERECHNUNG
VON
PAARVERTEILUNGSFUNKTIONEN
.
111
M.6
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
EIGENSCHAFTEN
WAESSRIGER
ALKALIHALOGENIDLOESUN
GEN
IN
UNENDLICHER
VERDUENNUNG
UNTER
VERWENDUNG
VON
POTENTIALPARAMETEM
AUS
DER
LITERATUR
.
114
M.6.1
WAHL
DER
ITERATIONSPARAMETER
UND
DES
ITERATIONSVERFAHRENS
.
114
M.6.2
THERMODYNAMISCHE
UND
STRUKTURELLE
EIGENSCHAFTEN
FUER
IONEN
.
115
INHALTSVERZEICHNIS
XI
IN.6.3
ZUSAMMENFASSENDE
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
115
HI.7
ENTWICKLUNG
EINES
PARAMETERSATZES
FUER
WAESSRIGE
ALKALIHALOGENIDLOESUNGEN
IN
UN
ENDLICHER
VERDUENNUNG
.
116
III.7.1
SPEZIFIKATION
DES
WASSER-MODELLS
.
116
IU.7.2
SPEZIFIKATION
DES
POTENTIALMODELLS
.
116
BI.7.3
ANMERKUNGEN
ZUR
BERECHNUNG
DER
SOLVATATIONSENTROPIE
.
117
III.7.3.1
NUMERISCHE
BERECHNUNG
DER
SOLVATATIONSENTROPIE
.
117
III.7.3.2
FEHLERABSCHAETZUNG
DER
SOLVATATIONSENTROPIE
.
117
IH.7.4
ANPASSUNG
DER
POTENTIALPARAMETER
AN
AUSGEWAEHLTE
THERMODYNAMISCHE
GROE
SSEN
.
119
III.7.4.1
GRUNDUEBERLEGUNGEN
.
119
III.7.4.2
WAHL
DER
VERFAHREN
ZUR
PARAMETERBESTIMMUNG
.
120
HI.7.4.3
EXPERIMENTELL
GEGEBENE
STUETZPUNKTE
.
120
III.7.4.4
ITERATIONSALGORITHMUS
UND
ITERATIONSPARAMETER
.
120
III.7.5
ERGEBNIS
DER
PARAMETERANPASSUNG
.
121
M.7.6
UNTERSUCHUNG
AUSGEWAEHLTER
PARAMETERSAETZE
BEZUEGLICH
THERMODYNAMISCHER
UND
STRUKTURELLER
EIGENSCHAFTEN
.
125
M.7.6.1
THERMODYNAMISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
125
III.7.6.2
STRUKTURELLE
EIGENSCHAFTEN
.
129
M.7.6.3
ZUSAMMENFASSENDE
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
133
IV
KOPPLUNG
VON
INTEGRALGLEICHUNGSNIETHODEN
MIT
DER
SCHROEDINGER-GLEICHUNG
135
IV.
1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
.
135
IV.
1.1
KONZEPTIONELLE
GRUNDLAGEN
.
135
IV.
1.2
MODIFIKATION
DER
SCHROEDINGER-GLEICHUNG
.
137
IV.
1.3
BERECHNUNG
DES
SOLVENS-POTENTIALS
.
138
IV.
1.4
PARTIALLADUNGEN
UND
LENNARD-JONES-PARAMETER
.
138
IV.
1.5
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
GROESSEN
.
139
IV.2
PROGRAMMTECHNISCHE
REALISIERUNG
.
142
IV.2.1
WAHL
DES
QUANTENCHEMISCHEN
PROGRAMMPAKETES
.
142
IV.2.2
PROGRAMMSTRUKTURIERUNG
ZUR
KOPPLUNG
DES
SSOZ-FORMALISMUS
MIT
DER
QUANTENMECHANIK
.
143
IV.2.3
INTEGRATION
DES
SSOZ-FORMALISMUS
IN
DAS
PROGRAMMPAKET
MOPAC
93
.
.144
IV.2.4
KONVERGENZBESCHLEUNIGUNG
DURCH
VERWENDUNG
EINER
STARTNAEHERUNG
.
146
IV.3
ENTWICKLUNG
EINES
PARAMETERSATZES
FUER
REINES
WASSER
.
147
IV.3.1
SPEZIFIKATION
DES
POTENTIALMODELLS
.
147
IV.3.2
ANPASSUNG
DER
POTENTIALPARAMETER
AN
AUSGEWAEHLTE
THERMODYNAMISCHE
GROE
SSEN
.
148
IV.3.
3
ERGEBNIS
DER
PARAMETERANPASSUNG
.
148
IV3.4
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER,
STRUKTURELLER
UND
ELEKTRONISCHER
EIGEN
SCHAFTEN
.
153
IV.3.4.1
WAHL
DES
RECHENVERFAHRENS
UND
LADUNGSMODELLS
.
153
IV.3.4.2
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
ZUR
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
EIGENSCHAFTEN
.
153
IV.3.4.3
BERECHNUNG
THERMODYNAMISCHER
EIGENSCHAFTEN
VON
WASSER
.
.
.
153
IV.3.4.4
BERECHNUNG
DER
INTRAMOLEKULAREN
WASSERSTRUKTUR
UND
DER
PAAR
VERTEILUNGSFUNKTIONEN
.
163
XII
INHALTSVERZEICHNIS
IV.3.4.5
BERECHNUNG
ELEKTRONISCHER
EIGENSCHAFTEN
.
165
IV.4
ENTWICKLUNG
VON
POTENTIALPARAMETERSAETZEN
ZUR
BERECHNUNG
VON
EIGENSCHAFTEN
VON
METHAN
UND
ETHAN
IN
UNENDLICH
VERDUENNTER
WAESSRIGER
LOESUNG
.
167
IV.4.1
SPEZIFIKATION
DES
WASSERMODELLS
.
167
IV.4.2
SPEZIFIKATION
DES
POTENTIALMODELLS
.
167
IV.4.3
ANPASSUNG
VON
POTENTIALPARAMETEM
ZUR
BERECHNUNG
DER
EIGENSCHAFTEN
VON
METHAN
UND
ETHAN
IN
UNENDLICH
VERDUENNTER
WAESSRIGER
LOESUNG
.
168
IV.4.3.
1
WAHL
DER
VERFAHREN
ZUR
PARAMETERBESTIMMUNG
.
168
IV.4.3.2
EXPERIMENTELL
GEGEBENE
STUETZPUNKTE
.
169
IV.4.3.3
ITERATIONSALGORITHMUS
UND
ITERATIONSPARAMETER
.
169
IV.4.4
ERGEBNIS
DER
PARAMETERANPASSUNG
.
170
IV.4.5
UNTERSUCHUNG
DER
ANGEPASSTEN
PARAMETERSAETZE
BEZUEGLICH
THERMODYNAMI
SCHER,
STRUKTURELLER
UND
ELEKTRONISCHER
EIGENSCHAFTEN
.
171
IV.4.5.
1
METHAN
.
171
IV.4.5.2
ETHAN
.
174
IV.4.5.3
TEST
AUF
VORHERSAGEMOEGLICHKEIT
THERMODYNAMISCHER,
STRUKTUREL
LER
UND
ELEKTRONISCHER
EIGENSCHAFTEN
UNBEKANNTER
SUBSTANZEN
.
.
178
IV.5
VERSUCH
DER
ENTWICKLUNG
VON
POTENTIALPARAMETEM
ZUR
BERECHNUNG
VON
EIGEN
SCHAFTEN
VON
ETHEN
UND
BENZOL
IN
UNENDLICH
VERDUENNTER
WAESSRIGER
LOESUNG
.
179
V
DISKUSSION
UND
AUSBLICK
181
ZUSAMMENFASSUNG
184
A
MATHEMATISCHE
FORMELN
189
A.L
DIE
FOURIER-TRANSFORMATIONEN
.
189
A.1.1
DIEFOURIER-BESSEL-TRANSFORMATION
.
189
A.L.
2
DIE
FOURIER-SINUS-TRANSFORMATION
.
189
A.
1.3
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
DER
FOURIER-BESSEL
UND
DER
FOURIER-SINUS-TRANS-
FORMATION
.
189
A.2
DIE
BESSEL-FUNKTION
.
190
A.3
DIE
FEHLERFUNKTION
.
190
A.4
DAS
KRONECKER-SYMBOL
.
190
A.5
DIE
DIRACSCHE
DELTAFUNKTION
.
190
B
POTENTIALMODELLE
AUS
DER
LITERATUR
191
B.L
WASSER
.
191
B.2
KOHLENWASSERSTOFFE
.
193
B.3
ALKYLETHER
.
194
B.4
IONEN
IN
WAESSRIGER
UNENDLICH
VERDUENNTER
LOESUNG
.
195
C
ERGEBNISSE
DER
ANPASSUNG
DER
LENNARD-JONES-PARAMETER
FUER
REINES
WASSER
197
C.L
MIT
MISCHUNGSREGELN
NACH
LORENTZ-BERTHELOT
.
198
C.2
OHNE
MISCHUNGSREGELN
NACH
LORENTZ-BERTHELOT
.200
D
ABHAENGIGKEIT
DER
PARTIALLADUNGEN
VOM
RECHENVERFAHREN,
BASISSATZ
UND
PARTIALLADUNGSMODELL
203
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
E
VERWENDETE
SOFTWARE
20S
F
VERWENDETE
RECHNER
207
NATURKONSTANTEN
208
VERZEICHNIS
DER WICHTIGSTEN
FORMELZEICHEN
210
AKRONYME
220
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
223
TABELLENVERZEICHNIS
228
LITERATURVERZEICHNIS
233 |
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| spelling | Straßer, Andrea Verfasser aut Entwicklung von Potentialparametern der intermolekularen Wechselwirkung in Wasser zur Berechnung thermodynamischer und struktureller Eigenschaften reinen flüssigen Wassers und wässriger Lösungen Integralgleichungsmethoden und deren Kopplung mit quantenchemischen Verfahren vorgelegt von Andrea Straßer Regensburg 2003 XIII, 241 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Dissertation Universität Regensburg 2003 Integralgleichung (DE-588)4027229-1 gnd rswk-swf Lennard-Jones-Potenzial (DE-588)4329539-3 gnd rswk-swf Wässrige Lösung (DE-588)4124928-8 gnd rswk-swf Mathematisches Modell (DE-588)4114528-8 gnd rswk-swf Quantenmechanik (DE-588)4047989-4 gnd rswk-swf Schrödinger-Gleichung (DE-588)4053332-3 gnd rswk-swf Wasser (DE-588)4064689-0 gnd rswk-swf Statistische Thermodynamik (DE-588)4126251-7 gnd rswk-swf Integralgleichungsmethode (DE-588)4274464-7 gnd rswk-swf Zwischenmolekulare Kraft (DE-588)4191346-2 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Wässrige Lösung (DE-588)4124928-8 s Mathematisches Modell (DE-588)4114528-8 s Lennard-Jones-Potenzial (DE-588)4329539-3 s Integralgleichungsmethode (DE-588)4274464-7 s Quantenmechanik (DE-588)4047989-4 s Statistische Thermodynamik (DE-588)4126251-7 s DE-604 Wasser (DE-588)4064689-0 s Zwischenmolekulare Kraft (DE-588)4191346-2 s Schrödinger-Gleichung (DE-588)4053332-3 s Integralgleichung (DE-588)4027229-1 s Erscheint auch als Online-Ausgabe urn:nbn:de:bvb:355-opus-2404 https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:355-opus-2404 Resolving-System kostenfrei Volltext https://epub.uni-regensburg.de/10084/ Verlag kostenfrei Volltext DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=010284943&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
| spellingShingle | Straßer, Andrea Entwicklung von Potentialparametern der intermolekularen Wechselwirkung in Wasser zur Berechnung thermodynamischer und struktureller Eigenschaften reinen flüssigen Wassers und wässriger Lösungen Integralgleichungsmethoden und deren Kopplung mit quantenchemischen Verfahren Integralgleichung (DE-588)4027229-1 gnd Lennard-Jones-Potenzial (DE-588)4329539-3 gnd Wässrige Lösung (DE-588)4124928-8 gnd Mathematisches Modell (DE-588)4114528-8 gnd Quantenmechanik (DE-588)4047989-4 gnd Schrödinger-Gleichung (DE-588)4053332-3 gnd Wasser (DE-588)4064689-0 gnd Statistische Thermodynamik (DE-588)4126251-7 gnd Integralgleichungsmethode (DE-588)4274464-7 gnd Zwischenmolekulare Kraft (DE-588)4191346-2 gnd |
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