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  • P-ISSN1225-0163
  • E-ISSN2288-8985
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26권 1호
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Cyclic perfluoroalkanes(c-PFA)의 분자구조 및 분광학적 성질에 관한 이론 연구

Theoretical study on the structures and the electron affinities of cyclic perfluoroalkanes (c-PFA)

분석과학 / Analytical Science and Technology, (P)1225-0163; (E)2288-8985
2013, v.26 no.1, pp.51-60
https://doi.org/10.5806/AST.2013.26.1.051
정성엽 (한남대학교 생명나노과학대학 화학과)
김승준 (한남대학교)
신창호 (KT&G 중앙연구원)
정성엽, 김승준, & 신창호. (2013). Cyclic perfluoroalkanes(c-PFA)의 분자구조 및 분광학적 성질에 관한 이론 연구. 분석과학, 26(1), 51-60, https://doi.org/10.5806/AST.2013.26.1.051
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초록

본 연구는 c-CnF2n (n=8, 9)과 C10F18 (perfluorodecalin)의 가능한 분자구조를 여러 이론 수준에서최적화 하였으며, 각 화합물의 가장 안정한 분자구조 (global minimum)를 확인하고 전자 친화도를 계산하여 구조적 특성에 따른 전자 친화도와의 상호 연관성을 고찰하였다. 보다 정확한 전자 친화도를 계산하기 위하여 진동주파수를 계산하여 영점 진동 에너지를 보정하였으며, IR 스펙트럼을 예측하였다. 전자친화도는 c-C8F16의 경우 ortho 위치에 두 개의 -CF3 치환기가 붙어있는 구조에 대하여 영점 진동 에너지를 보정한 MP2 이론 수준에서 1.18 eV로 계산되었으며, c-C9F18의 경우 하나의 -CF3와 하나의 -C2F5 치환기가 인접하여 붙어있는 구조에 대하여 1.37 eV로, 그리고 C10F18인 perfluorodecalin의 경우 1.38 eV로예측되었다.

keywords
perfluoroalkanes, perfluorodecalin, electron affinities, DFT

Abstract

The geometrical parameters, vibrational frequencies, and adiabatic electron affinities (AEAs) for c-CnF2n (n=8, 9) and C10F18 (perfluorodecalin) have been investigated using various quantum mechanical techniques. The possible structures for the neutrals and anions of c-PFA are fully optimized and electron affinities are predicted using energy difference between the neutral and anion. The harmonic vibrational frequencies are also determined and zero-point vibrational energies (ZPVEs) are considered for the better prediction of the electron affinities. The electron affinities are predicted to be 1.18 eV for c-C8F16 (ortho), 1.37 eV for c-C9F18,and 1.38 eV for C10F18 (perfluorodecalin) at the MP2 level of theory after ZPVE correction.

keywords
perfluoroalkanes, perfluorodecalin, electron affinities, DFT


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