logo
  1. Bosh sahifa
  2. Diplom ishlar
  3. Umumiy
  4. Metil asetat molekulasida molekulyar komplekslar hosil bo‘lish mexanizmni o‘rganish

Metil asetat molekulasida molekulyar komplekslar hosil bo‘lish mexanizmni o‘rganish

Yuklangan vaqt:

12.08.2023

Ko'chirishlar soni:

0

Hajmi:

2557.8583984375 KB
Ko'chirib olish
Metil asetat molekulasida molekulyar komplekslar hosil bo‘lish mexanizmni o‘rganish MUNDARIJA Kirish ……………………………………………………… ….. …………… 4 I BOB . NAZARIY QISM § 1.1. Suyuqliklarda molekulyar jarayonlar va ularning kombinatsion sochilish spektrlarida namayon bo‘lishi……………………………. 8 § 1. 2 . Molekulalararo o‘zaro ta’sir va ularning tebranish spektrida namoyon bo‘lishi…………………………………………………. 23 §1.3. Molekulalararo vodorod bog‘lanish va vodorod bog‘lanishli komplekslarning umumiy xarakteristikasi ……... ............................ 30 §1. 4 . Molekulalararo vodorod bog‘lanishni nazariy hisoblashlar yordamida o‘rganish……………………………………………….. 36 II BOB . AMALIY QISM § 2.1. <<RENISHAW, InVia Raman Microscope >> da sp е ktrom е trning tuzilishi va ishlash prinsipi...................................... 51 § 2.2. Tadqiqot obyektini tanlash va moddalarni tajribaga tayyorlash….... 54 § 2 .3. Noempirik hisoblashlar dasturi hamda usullari……………………. 55 III BOB . OLINGAN NATIJALAR VA ULARNING TAHLILI § 3.1. Metil asetatda molekulalaro ta’sirlarni kombinasion sochilish spektrlari…………………………………………………………… 59 § 3. 2. Metil asetat va uning suv molekulalari bilan hosil qilgan molekulyar kompleksini nazariy hisoblash tahlili………………… 65 1 Xulosalar ……………………..….....….……… …………………. 68 Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati …………… ….. ………… 69 KIRISH Ishning dolzarbligi: Tabiatdagi barcha moddalar mayda zarralardan, ya’ni atom va molekulalardan tashkil topgan bo‘lib, ular o‘zaro ta’sirlashib turadi. Molekulalararo o‘zaro ta’sirlar ichida molekulalararo vodorod bog‘lanish muhim o‘rin egallaydi. Molekulalararo vodorod bog‘lanish molekulalarning tebranma spektrida yaqqol namoyon bo‘ladi. Bu esa muhitlar strukturasi va xossalari to‘g‘risidagi ma’lumotlarni o‘rganish imkonini beradi. Molekulalararo vodorod bog‘lanishni o‘rganishda ko‘plab usullar mavjuddir. Bu usullardan biri yorug‘likning kombinatsion sochilish usulidir. Yorug‘likning kombinatsion sochilish usuli moddaning molekulyar tuzilishini tadqiq etishning muhim usuli hisoblanadi. Molekula tebranishlarining xususiy chastotalari bu usul yordamida osongina aniqlanadi. Bu usul molekula simmetriyasining xarakteri, molekulalar ichida ta’sir qiladigan kuchlarning kattaligi va umuman molekulyar dinamikaning o‘ziga xos tomonlari to‘g‘risida fikr yuritishga imkon beradi. Molekulalararo vodorod bog‘lanish hayotning muhim tarkibiy qismi hisoblangan suvning va boshqa suyuqliklarning zarrachalari orasidagi ta’sirini vujudga keltiradi. Toza suyuqliklar va ularning eritmalarini amaliyotda qo‘llanilishi tufayli ularning hossalarini chuqur o‘rganish zaruruiyati paydo bo‘ladi. Bizga ma’lumki, suyukliklar va ularning turli xil eritmalari murakkab sistemalar qatorida turadi, ayni vaqtda suyuqliklarning o‘zi murakkab bo‘lib, uning tuzilishi, anomal xossalari, molekulalararo vodorod bog‘lanishi va molekulyar manzarasi bo‘yicha hozirgi kungacha ilmiy tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Suyuqliklar va ularning aralashmalari oziq-ovqat va boshqa sanoat tarmoqlarida, shuningdek, organizmlarning faoliyatida ham muhim o‘rin egallaydi. Shuning uchun suyuqliklarni o‘rganish masalasi hozirgi vaqtgacha dolzarbdir. Shu maqsadda biz suyuqliklardan metil asetat molekulasi tanlab olindi 2 Tadqiqot obyekti: Molekulalararo vodorod bog‘lanish hosil bo‘lishining spektorskopik namoyon bo‘lishi hali to‘lig‘icha o‘rganilmagan. Bitiruv ishida tadqiqotlar metil asetat molekulasi hamda uning eritmalarida tajribalar otkazildi. Kombinasion sochilish spektrlari va noempirik hisoblashlar molekulyar agregatlar hosil bo‘lish mexanizmlarini tushuntirishda mavjud bo‘lgan muammolarni yechish uchun xizmat qiladi. Ishning maqsadi va vazifalari: Kombinatsion sochilish spektrlari va noempirik hisoblashlar orqali metil asetat molekulasi hamda ularning eritmalari misolida molekulalararo vodorod bog‘lanishning tebranish spektral namoyon bo‘lishi haqida yangi ilmiy ma’lumotlar olish va ularni noemperik hisoblashlar orqali to’ldirish hamda yangi ma’lumotlar olishdan iborat. Ushbu ishni amalga oshirishda quydagi vazifalar qo‘yildi : • Bitiruv ishida tanlangan moddalar bo’yicha yangi ilmiy adabiyotlar topish va ularni tahlil qilish; • Laboratoriyadagi mavjud spektral qurilmani ishlash prinsipini o’rganish va tajribalar olib borish; • Metil asetatda molekulalararo o‘zaro ta’sir tabiatini va ularning spektral namoyon bo‘lishi tajriba natijalaridan foydalanib o‘rganish; • Metil asetat va uning protonodonor hususiyatiga ega bo’lgan suv bilan eritmasida molekulalararo ta’srirlarning spektral namoyon bo‘lishini o‘rganish; • Metil asetatning monomer, dimer va suv molekulalari bilan hosil qilgan komplekslarida molekulalararo ta’sirlarni noemperik hisoblashlar yordamida o‘rganish; Tadqiqot usuli: yorug‘likning kombinatsion sochilishi, noemperik hisoblashlar DFT usullari. Tadqiqot ishining ilmiy - amaliy ahamiyati: 3 Bitiruv ishi mavzusi bo‘yicha bunday tadqiqotlar fundamental xarakterga ega, optika va molekulyar fizikaning muammoli masalalarini yechishga qaratilgan, ya’ni – moddaning suyuq holatida molekulalar agregasiyasi masalalasini yechish, Moddalaring asosiy xususiyatlarini va fizik tabiatini o‘rganishda molekulalararo ta’sir katta rol o‘ynaydi. Kombinatsion sochilish spektrlarini o‘rganish esa xuddi shu moddaning tarkibida qanday kimyoviy elementlar borligini emas, balki, elementlarning atomlari qanday qilib molekulaga guruhlanishini ham ko‘rsatadi. Bu usul sanoatda, masalan, oziq ovqat sanoatida va kimyoviy erituvchilar va boshqalaming tarkibini aniqlashda keng qo‘llaniladi. Bundan tashqari suyqliklaming dinamik-tuzilish xarakteristikalarini aniqlashda, komplekslar hosil bo‘lish jarayonini o‘rganishda amaliyotda o‘z tadbiqini topadi. Olingan natijalar optika va molekulyar fizikaning muammoli masalalarini yechishga qaratilgan, ya’ni – moddaning suyuq holatida molekulalar agregatsiyasi masalalasini yechish, moddaning makroskopik xossalarini aniqlashda agregatsiyalar o‘rnini aniqlash muhim hisoblanadi. bunday tadqiqotlar tirik organizmlar faoliyati jarayonida molekulyar agregasiyalar molekulalararo vodorod bog‘lanish rolini chuqurroq tushunishiga olib keladi . BITIRUV ISHINING ASOSIY MAZMUNI Bitiruv ishim tarkiban kirish, uchta bobdan iborat bo‘lib xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat. Bitiruv ishim 79 varaq , 15 ta rasm, 5 ta jadval va 54 nomdagi foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat . Kirish qismida bitiruv ishining umumiy tavsifi berilgan va suyuqliklarda yorug‘likning kombinatsion sochilishi, molekulalararo vodorod bog‘lanishni o‘rganishga ta’lluqli adabiyotlardan foydalangan hamda, ishning dolzarbligi, ishning maqsadi va vazifalari, muammoning ishlab chiqilish darajasi, tadqiqotning ilmiy yangiligi, tadqiqot predmeti va uni ekspermentga tayorlash, tadqiqot obyekti, tadqiqot usuli, tadqiqot olib boorish uchun mexanizm, tadqiqot ishining ilmiy - amaliy ahamiyati keltirilgan. 4 Birinchi bobda molekulalararo o‘zaro ta’sirlarning, kombinatsion sochilish spektri, vodorod bog‘lanishlarni o‘rganishda hozirda olib borilayotgan tadqiqotlar ga va natijalari. Ikkinchi bobda tajriba va hisoblash usullari va qo‘llaniladigan tajriba qurilmasi (RENISHAW, inVia Raman Microscope) tadqiqot uchun tanlangan modda va bu moddaning amaliy ahamiyati strukturasi, tebranishlar soni , Kambinatsion sochilish spektrlarini qayd qilish qurilmasi va kvanto-ximik hisoblashda qo‘llaniladigan ( GAUSSIAN – 09) dasturi va usullar keltirilgan. Uchinchi bobda metil asetatning erituvchi vazifasida suv bilan olingn tajriba natijalari, metil asetatning suv bilan hosil qilgan kompleksi keltirilgan bo‘lib, metil asetatni toza holda suvli eritmalarining kombinatsion sochilish spektrlarida namoyon bo‘lishi va molekulalararo vodorod bog‘lanishning hosil bo‘lishi o‘rganilgan, bog‘ uzunliklari, zaryadlar taqsimoti, tebranish chastotalari va kompleks hosil bo‘lish energiyalariga to‘xtalib o‘tilgan. 5 I BOB . NAZARIY QISM 1.1 §. Suyuqliklarda molekulyar jarayonlar va ularning kombinatsion sochilish spektrlarida namayon bo‘lishi. Suyuqliklarda turli zarrachalardan sochilgan yorug‘lik interferensiyasi juda kuchli. Shuning uchun suyuqliklarda sochilgan yorug‘lik intensivligini har bir zarradan tarqalayotgan ikkilamchi to‘lqin summasi deyish qiyin. Bu aytilganlardan ko‘rinadiki, Reley nazariyasini suyuqliklar uchun qo‘llab bo‘lmaydi. Suyuqliklarda yorug‘lik sochilishning fenomenologik nazariyasini Smoluxovskiyning yorug‘lik moddalarda zichlik va oriyentatsiya fluktuatsiyasi tufayli sochiladi degan xulosasiga asoslanib Eynshteyn yaratadi [1]. Yorug‘likning suyuqliklarda sochilishining termodinamika qonunlariga asoslangan fenomenologik nazariyasini Eynshteyn yaratdi. Bu nazariyada suyuqlik uzluksiz muhit deb faraz qilinadi va suyuqlik tuzulishining biror modeliga asoslanmaydi. Shu sababli bu nazariya fenomenologik nazariya deyiladi. Sochilish intensivligini topishda faqat zichlik va temperatura fluktuatsiyalari hisobga olinadi [2]. Chunki oriyentatsiya fluktuatsiyasini termodinamika qonunlari asosida hisoblab bo‘lmaydi. Molekulalarning issiqlik harakati zichlik fluktuatsiyasiga olib keladi, bu esa dielektrik singdiruvchanlik fluktuatsiyasiga sabab bo‘ladi. Bu bog‘lanish quyidagicha ifodalanadi:Δε = ∂ε ∂ρΔρ ( 1.1. 1) bu yerda  - dielektrik singdiruvchanlikning fluktuatsiyasi.  - ning temperatura fluktuatsiyasiga bog‘liq bo‘lgan qismi Δε = ∂ε ∂T ΔT ( 1.1. 2) juda kichik bo‘lganidan temperatura fluktuatsiyasi tufayli sochilgan yorug‘lik intensivligi umumiy intensivlikning 0,1 – 1% ni tashkil etadi. Shuning uchun ham 6 dielektrik singdiruvchanlik fluktuatsiyasining temperatura fluktuatsiyasiga bog‘liq qismini hisobga olmaymiz [3]. Faqat zichlik fluktuatsiyasi hisobga olinadi. Agar suyuqlik elektr maydoniga kiritilsa u qutblanadi va dipol momentiP= ε−1 4π E (1.1.3) Biror v hajmning dielektrik singdiruvchanligi  1 =  +  (1.1.4) bu yerda  - o‘rtacha dielektrik singdiruvchanlik,  -  - ning fluktuatsiyasi. U vaqtda shu hajmining dipol momenti P= ε−1 4π Ev = ε−1 4π Ev + Δε 4π Ev (1.1.5) Agar suyuqlikga qutblangan yorug‘lik tushayotgan bo‘lsa, xar bir molekulada dipol momenti paydo bo‘lib, u elektromagnit to‘lqinlar tarqata boshlaydi. O‘zgaruvchan dipol momentiga ega bo‘lgan v xajmdagi molekulalarning tarqatgan elektromagnit to‘lqinlarining r masofadagi nuqtada hosil qilgan elektr maydon kuchlanganligini quyidagicha yozsa bo‘ladi: ES1= ES+ΔE S= ω2 c2r ε−1 4π vE sin θ+ ω2 c2r Δε 4πvE sin θ (1.1.6) Bunda  - radius vektori r bilan dipolning tebranma yo‘nalishi orasidagi burchak, (1.1.6) ning ikkinchi hadi o‘sha nuqtada maydon kuchlanganligining fluktuatsiyasi, ΔE S= ω2 c2r ⋅Δε 4πvE sin θ , (1.1.7) bunga (1.1.1) ni qo‘ysak ΔE S= ω2 c2r ⋅ E 4π( ∂ε ∂ρΔρ )vE sin θ (1.1.8) Kuchlanganlik fluktuatsiyasi zichlik fluktuatsiyasi bilan xarakterlanadi. Sochilgan yorug‘lik intensivligini topish uchun kuzatilayotgan nuqtaga hamma elementlar hajmlardan kelayotgan elektromagnit to‘lqinlar maydon kuchlanganliklari fluktuatsiyalarining summasini olib, uni kvadratga ko‘taramiz: 7 (∑ ΔE i __________ ) 2 = ω4 c4r2 E2 16 π2( ∂ε ∂ρ) 2 sin 2θ(∑ viΔρi ____________ ) 2(1.1.9) bu formuladagi (∑ viΔρi ____________ ) 2 ni topamiz: (∑ viΔρi ____________ ) 2 = v2∑ Δρ 2i ______________ +v2∑ ΔρiΔρk (1.1.10)  i va  k lar bir-biriga bog‘liq bo‘lmagani uchun  i  k = 0 u vaqtda (∑ viΔρi ____________ ) 2 = v2Δρ 2N =vΔρV (1.1.11) bunda V – umumiy hajm, N – elementlar hajmlar soni. (1.1.11) ni (1.1.9) ga qo‘ysak va ω=2πv =2πc λ ni hisobga olsak, I= I0 π2 λ4r2( ∂ε ∂ρ) 2 sin 2θvΔρ 2V (1.1.12) Bu yerda  2 ni hisoblasak, quyidagini hosil qilamiz: Δρ 2 _____ = ρ2 v кT χ (1.1.13) (1.1.13) ni (1.1.12) ga qo‘ysak. I= I0 π2 2λ4r2(ρ∂ε ∂ρ) 2 кT χV sin 2θ (1.1.14) Bu qutblangan yorug‘lik suyuqlikka tushganda sochilgan yorug‘likning intensivligi. Agar tabiy nur tushayotgan bo‘lsa, uni bir-biriga perpendikulyar qutblangan ikki nur deb olib, ularning har biridan sochilgan yorug‘liklarning intensivliklarini qo‘shsak, I= I0 π2 2λ4r2(ρ∂ε ∂ρ) 2 кT χV (1+cos 2Y) (1.1.15) 8 Bu Eynshteyn-Smoluxovskiy formulasi, bu yerda Y – sochilish burchagi. Bu formula gazlar uchun chiqarilgan formulaga o‘xshaydi. (1.1.15) dan sochilish va ekstinksiya koeffisiyentlarini topsak, R= π2 2λ4кT χ(ρ∂ε ∂ρ) 2 (1.1.16) h=16 π3 6λ4кT χ(ρ∂ε ∂ρ) 2 (1.1.17) Eynshteyn-Smoluxovskiy formulasini izotrop gazlar uchun chiqarilgan formulaga keltirish mumkin. Ma’lumki, R r T=PV (1.1.18) buni N A ga bo‘lamiz: RrT NA = PV NA (1.1.19) bundan KT = P N1 . Izotermik siqiluvchanlik χ=− 1 v( ∂v ∂P)T = 1 P . Bu tengliklarni hamda ρ= ∂ε ∂ρ= ρ∂n2 ∂ρ= 2(n−1) va n-1=2  N 1  ni hisobga olsak, I= I0 π2 2λ4r2⋅P N1 4(n−1)2V (1+cos 2Y) (1.1.20) bundan I= I0 2π2 λ4r2 (n−1)2 N1 V (1+cos 2Y) (1.1.21) Shu formulani chiqarish kerak edi. Suyuqliklardan sochilgan yorug‘likning molekulyar nazariyasini birinchi marta Ramanatan taqdim qildi [3-4]. U molekulaga ta’sir etuvchi maydonni quyidagi Lorens maydoniga teng deb oldi: Iэфф = ε+2 3 E (1.1.22) 9 Ikkinchidan molekulalar o‘rtasida oriyentatsion o‘zaro ta’sir yo‘q, ya’ni molekulaning oriyentatsiyasi boshqa molekulalarning oriyentatsiyasiga bog‘liq emas deb hisobladi. Izotrop zarrachalar uchun Ramanatan nazariyasini ko‘rib chiqamiz. Agar suyuqlikka qutblangan yorug‘lik tushayotgan bo‘lsa, uning elektr maydon kuchlanganligi ta’sirida o‘zgaruvchan dipolga ega bo‘lib qolgan molekula o‘zidan ikkilamchi elektromagnit to‘lqinlar socha boshlaydi [5-7]. Bu molekulaning dipol momenti,P= α( ε+2 3 )E (1.1.23) Yorug‘likning sochuvchi hajmni o‘lchovi  dan kichik bo‘lgan elementlar hajmlarga bo‘lamiz. Shulardan N zarrachaga ega bo‘lgan biror hajmining dipol momenti, Pv =αN ( ε+2 3 )E (1.1.24) Shu elementlar hajm sochgan yorug‘lik intensivligi quyidagicha bo‘ladi: (Δ∑ Ei S ___________ ) 2 = 16 π4 λ4r2α2 ( ε+2 3 ) 2 E ΔN 2 _____ sin 2θ (1.1.25) Gazlarda ΔN 2 _____ = N edi, ammo suyuqliklarda bu tenglik bajarilmaydi. Shuning uchun, Δρ 2=кT χρ2 v (1.1.26) Tenglikning ikala tomonini ham zarrachalar massasining kvadratiga bo‘lsak, N=  /m bo‘lganidan, ΔN 2 _____ =кT χN2 v = KT χN 12v (1.1.27) (1.1.27) ni (1.1.20) ga qo‘ysak, (Δ∑ Ei S ___________ ) 2 =16 π4 λ4r2α2 ( ε+2 3 ) 2 кT χN 1 2vsin 2θ (1.1.28) 10 Umumiy intensivlikni topish uchun (1.1.28) ni elementlar hajmlar bo‘yicha qo‘shib chiqamiz:I= I0 16 π4 λ4r2α2 ( ε+2 3 ) 2 кT χN 1 2vsin 2θ (1.1.29) Bu yerda 16 π2 9 N12α2= (n2−1)2 (n2+2)2 - Lorens-Lorens formulasini hisobga olsak, I= I0 π2 λ4r2кT χV (n2−1)2sin 2θ (1.1.30) Bu qutblangan yorug‘lik tushganda izotrop molekulali suyuqlikdan sochilgan yorug‘lik intensivligini hisoblash formulasi. Sochuvchi suyuqlikka tabiiy yorug‘lik tushayotgan bo‘lsa, sochilgan yorug‘lik intensivligi quyidagicha ifodalanadi: I= I0 π2 λ4r2кT χV (n2−1)2(1+cos 2Y) (1.1.31) Bundan sochilish konstantasini topsak, R= π2 λ4кT χ(n2−1)2 (1.1.32) King-Ramanatan formulasi kelib chiqadi. Suyuqlik molekulalari anizotrop bo‘lganda, zichlik fluktuatsiyasi bilan birga anizotropiya fluktuatsiyasini ham hisobga olmoq kerak [3,8]. Anizotropiya fluktuatsiyasi Ramanatan nazariyasida xuddi gazlarda anizotrop sochilishni topgandagidek hisobga olinadi. Gazlar uchun olganimizda (Δ∑ P → iq → _____________ ) 2 ning o‘rtacha qiymatini topgan edik. (Δ∑ P → iq → _____________ ) 2 =(P → iq → )ΔN 2 _____ + (P → q → ) 2 N _____________ − (P → q → ) 2 N ___________ (1.1.33) (1.1.33) ning birinchi hadi zichlik fluktuatsiyasi tufayli sochilishni hisobga oladi. Gazlarda ΔN 2 ______ = N edi, suyuqliklarda ΔN 2 ______ ≠ N . 11 Agar ΔN 2 ______ ning qiymatini (1.1.27) dan (1.1.33) ga qo‘yib, birinchi va uchinchi hadlarni guruhlab, ikkinchi xadning o‘rtacha qiymatini topib intensivlik formulasini qo‘ysak, 90 0 burchak ostida sochilayotgan yorug‘lik intensivligining formulasini hosil qilamiz. Agar n2−1=(n2+2)4π 3 N1α ni hisobga olsak, I¿= I0 8π4 λ4r2( n2+2 3 ) 2 N 1V (βα 2+ 7 45 γ2 ) (1.1.34) I||= I0 8π4 λ4r2( n2+2 3 ) 2 N1V 6 45 γ2 (1.1.35) Umumiy intensivlik, I90= I0 8π4 λ4r2( n2+2 3 ) 2 N 1V (βα 2+13 45 γ2 ) (1.1.36) Bu yerda  =KTN 1 V . Bu formulalar Ramanatan formulalari. (1.1.34) va (1.1.35) formulalarga asosan  ni Ramanatan nazariyasidan suyuqliklarda sochilgan yorug‘lik uchun topsak, Δ= I|| I¿= 645γ2 βα 2+745γ2 (1.1.37) Bu formula bilan topilgan qutblanish koeffitsiyenti tajriba natijalariga to‘g‘ri kelmaydi. Ramanatan bu farqni o‘zi aytganidek molekulalar o‘rtasida o‘zaro ta’sir yo‘q degan faraziga qarshi, molekulalar o‘rtasida oriyentatsion o‘zaro ta’sir borligidan deb tushuntiradi. Raman bilan Krishnan bu farqni molekulaga ta’sir qiluvchi maydon anizotrop, anizotroplik esa molekulalarning sferik emasligidan kelib chiqqan deb tushuntirmoqchi bo‘ldi. Shunday qilib, maydon va molekulaning anizotropligini hisoblab chiqdi. Lekin natija tajribaga muvofiq tushmadi [9]. Chunki ular hisoblagan effekt hisobga olmaslik darajada kichik edi. Asosiy sabab molekulalar orasidagi oriyentatsion o‘zaro ta’siridir. Yorug‘lik sochilishning molekulyar nazariyasini Anselm ham yaratishga harakat qildi. Uning nazariyasi Ramanatan nazariyasiga asoslanadi, lekin u o‘z 12 nazariyasini yaratishda molekulalar o‘rtasida oriyentatsion o‘zaro ta’sir mavjud deb hisoblaydi. Uning 90 0 burchak ostida sochilgan yorug‘lik intensivligi uchun olgan formulasi quyidagicha: I¿= I0 8π4 λ4r2( n2+2 3 ) 2 V (βα 2+ 7 45 γ2+ 7 30 γ2L) (1.1.38) I||= I0 8π4 λ4r2( n2+2 3 ) 2 V (6 45 γ2+6 30 γ2L) (1.1.39) Umumiy intensivlik, I90= I0 8π4 λ4r2( n2+2 3 ) 2 V (βα 2+13 45 γ2+13 30 γ2L) (1.1.40) Bu yerda L – integral korrelyasion ko‘paytuvchi, suyuqliklar tuzilishidagi yaqin tartib bilan xarakterlanadi. L – ni hisoblash uchun suyuqliklarning tuzilishini bilish kerak, lekin suyuqliklar tuzilishi noma’lum. Shuning uchun Anselm nazariyasini tekshirib bo‘lmaydi. Sochilgan yorug‘likning parallel, perpendikulyar, izotrop va anizotrop tashkil etuvchilari orasidagi munosabat. Umumiy sochilish doimiysi izotrop va anizotrop sochilish doimiylari yig‘indisini shaklida yozish mumkin: I = I iz + I an yoki R = R iz + R an (1.1.41) Izotrop molekula uchun  =0 [3]. Anizotrop molekulali suyuqliklar uchun  = 6/7. Shuning uchun tajribada o‘lchangan intensivlik, I||= 6 13 Iан , I¿= Iиз+ 7 13 Iан (1.1.42) Bundan Δ= I|| I¿= 613 Iан Iиз+713 Iан (1.1.43) Demak, Iан= Iиз 13 Δ 6− 7Δ (1.1.44) 13 Umumiy intensivlik,I= Iиз+Iан= Iиз+Iиз 13 Δ 6− 7Δ= Iиз(1+13 Δ 6− 7Δ= Iиз 6+6Δ 6− 7Δ) (1.1.45) I= Iиз 6+6Δ 6−7Δ , R= Rиз 6+6Δ 6−7Δ (1.1.46) Bu formuladagi R iz ning Eynshteyn-Smoluxovskiy formulasidan qiymatini keltirib qo‘ysak, R= Rиз 6+6Δ 6−7Δ = π2 2λ4кT χT(ρ∂ε ∂ρ)T 26+6Δ 6−7Δ (1.1.47) Bu,  ni hisobga olgan holdagi Eynshteyn-Smoluxovskiy formulasi. Yorug‘likning eritmalarda sochilishi. Eritmalarda yorug‘lik sochilishi zichlik va oriyentatsiya fluktuatsiyadan tashqari konsentratsiya fluktuatsiyasi hisobiga ham yuz beradi [1-2, 8]. Eritmalarda yorug‘lik sochilishi nazariyasini Eynshteyn, undan keyin esa Kirkvud rivojlantirdi. Eritmalarda yorug‘lik sochilishining gazlarga xos nazariyasini ko‘ramiz. Gazlarda R iz uchun Reley formulasiga asosan yozamiz: R= 8π4 λ4 N1α2 (1.1.48) Lorens-Lorens formulasidan n 2 – 1 = 4  N 1  , bundan α= (n2−1)2 16 π8N12 u holda R= π2(n2−1)2 2λ4N1 (1.1.49) Gazni bo‘shlikdagi eritma deb olsak bo‘ladi. Erituvchining sindirish ko‘rsatkichi n erituvchi =1, eritmaniki esa n>1 . Shuning uchun bu formulani siyrak eritmalar, ya’ni konsentratsiyasi past eritmalariga qo‘llash mumkin. Erituvchi zarralarini gaz, erituvchini bo‘shliqga o‘xshatib olinsa bo‘ladi. U vaqtda (1.1.49) ni yozamiz: R= π2(n2− n02)3 2λ4N 1 (1.1.50) 14 Bu yerda n – eritmaning, n 0 – erituvchining sindirish ko‘rsatkichi, N 1 – erigan modda molekulalarining eritmaning hajm birligidagi soni. Kichik konsentratsiyali eritmalar uchun(n2− n02)= 2n0(n−n0) u holda R= 2π2 λ4 n02(n− n0)2 N 1 (1.1.51) Bu formula konsentrasion yorug‘lik sochilish doimiysi. Bundan ekstinksiya koeffisiyentini topsak bo‘ladi: h= 32 π3 3λ4 n02(n− n0)2 N 1 (1.1.52) Bu formulani o‘zgartiramiz, N1= N A V desak, bu yerda V – erigan moddaning 1 mol miqdori joylashgan eritma hajmi, (1.1.52) ning ikkala tomonini C M V ga bo‘lamiz. Bu yerda C – eritma konsentratsiyasi, h C = 32 π3 3λ4C n02(n−n0)2 N A V (1.1.53) Bu formulaning o‘ng tomonidagi kasrning surat va maxrajini C ga ko‘paytirib quyidagini hosil qilamiz: h C = 32 π3 3λ4 n02 N A( n− n0 C ) 2 M ( 1.1.54 ) Bu yerda H =32 π3 3λ4 n02 N A( n−n0 C ) 2 deb belgilab olsak, h C = HM Eritmalarda zichlik  va konsentratsiya  C fluktuatsiyasi tufayli yorug‘lik sochilishini ko‘rib chiqaylik. 15 Qandaydir elementlar xajmning dielektrik singdiruvchanligi  ’ =  +  bo‘lsin . Bu yerda  - o‘rtacha qiymati ,  - dielektrik singdiruvchanligining  va  C hisobiga fluktuatsiyasi . Agar eritmaga qutblangan yorug‘lik tushayotgan bo‘lsa molekulada hosil bo‘lgan dipol momentini P= ε¿− 1 4π E= ε−1 4π E+ Δε 4π E (1.1.55) shaklida yozamiz. Elementlar hajmning dipol momentini esa (1.1.55) ga asosan yozamiz. P= ε−1 4π Ev + Δε 4π Ev (1.1.56) Bu yerda E = E 0 sin  t tushuvchi yorug‘likning elektr maydoni kuchlanganligi. Demak, molekula o‘zgaruvchan dipol momentiga ega bo‘lib, ikkilamchi elektromagnit to‘lqin socha boshlaydi [3]. Birinchi had v – elementlar hajmga to‘g‘ri kelgan o‘rtacha dipol momenti. Lekin shu hisobiga sochilgan elektromagnit to‘lqinlar bilan uchrashib so‘nadi. Ikkinchi had dipol momentining fluktuatsiyasi. Buning hisobiga tarqalayotgan elektromagnit to‘lqinlar so‘nmaydi, uning elektr maydon kuchlanganligi quyidagicha bo‘ladi: ΔE S= ω2 c2r Δε 4πvE sin θ (1.1.57) Bu yerda  - P → va r → orasidagi burchak, c – yorug‘lik tezligi,  - dielektrik singdiruvchanligining fluktuatsiyasi  - zichlik va  C – konsentratsiyasi fluktuatsiyasiga quyidagicha bog‘liqdir: Δε =( ∂ε ∂ρ)Δρ +( ∂ε ∂C )ΔC (1.1.58) Buni (1.1.57) ga qo‘yamiz, ΔE S= ω2 c2r E 4πsin θv {( ∂ε ∂ρ)Δρ +( ∂ε ∂C )ΔC } (1.1.59) Intensivlikni topish uchun ikki tomonini ham kvadratga ko‘taramiz. 16 (ΔE S)2= ω4 c4r2 E2 16 π2sin 2θv 2 {( ∂ε ∂ ρ) 2 Δρ ____ 2+( ∂ε ∂C ) 2 ΔC ____ 2 }(1.1.60) Bu yerda ΔρΔC ________ hadni tashlab ketamiz, chunki  va  C bir-biriga bog‘liq emas. (1.1.60) formulaning birinchi hadi zichlik fluktuatsiyasi hisobiga sochilgan yorug‘likning intensivligini bildradi, buni biz ko‘rib chiqqanmiz (Eynshteyn nazariyasi). (1.1.60) formulaning ikkinchi hadini ko‘rib chiqamiz. Agar ω=2πν =2πc λ ni hisobga olib ikkinchi hadni qayta yozsak, (ΔE S)2= π2 λ4r2E2sin 2θv 2 ( ∂ε ∂C ) 2 ΔC ____ 2 , buni umumiy hajm uchun qo‘shib chiqsak, I= I0= π2 λ4r2Vv sin 2θ( ∂ε ∂C ) 2 ΔC ____ 2 (1.1.61) Ma’lum bir yo‘nalishdagi sochilgan yorug‘likning intensivligini topish uchun VΔC 2 ______ ni aniqlashimiz kerak. C= m v da m = const bo‘lsa, ΔC =− m v2Δv =− c vΔv (1.1.62) (1.1.62) ni kvadratga ko‘tarsak, ΔC 2 ____ = C2 v2Δv 2 ____ Lekin Δv 2 ____ =−кT ( ∂v ∂P)T , u vaqtda ΔC 2 ____ =− C2 v2кT ( ∂v ∂P)T (1.1.63) 17 (1.1.63) ni yana boshqa ko‘rinishga keltirish mumkin. C= m v , bundan v= m c , bundan ( ∂v ∂P)T =− m c2( ∂C ∂P)T yoki ( ∂v ∂P)T =− v c( ∂C ∂P)T , buni (1.1.63) ga qo‘ysak, ΔC 2 ____ = c vкT ( ∂C ∂P)T (1.1.64) Bu yerda P – osmatik bosim. (1.1.64) dan yozamiz: vΔc 2 ______ =CкT ( ∂C ∂P)T =CкT 1 ( ∂P ∂C )T (1.1.65) (1.1.65) ni (1.1.63) ga qo‘ysak, I= I0= π2 λ4r2V sin 2θ( ∂ε ∂C ) 2 CкT 1 ( ∂P ∂C )T (1.1.66) yoki I= I0= π2 λ4r2V sin 2θ(C ∂ε ∂C ) 2 кT C( ∂P ∂C )T (1.1.67) (1.1.67) – qutblangan yorug‘lik tushganda eritmadan konsentratsiya fluktuatsiyasi tufayli sochilgan yorug‘lik intensivligi. Bundan sochilish doimiysini chiqaramiz: RC= π2 λ4(C ∂ε ∂C ) 2 кT (C ∂P ∂C )T (1.1.68) Tabiiy yorug‘lik uchun: RC= π2 2λ4(C ∂ε ∂C ) 2 кT (C ∂P ∂C )T (1.1.69) (1.1.68) ni kichik konsentratsiyalar uchun o‘zgartirish mumkin: C ∂ε ∂c=C ∂n2 ∂c=2cn ∂n ∂c (1.1.70) 18 Juda kichik konsentratsiyalar uchun:∂n ∂c= Δn Δc = n−n0 C (1.1.71) Juda kichik konsentratsiyali eritmalarda C va n to‘g‘ri chiziqli bog‘lanishga ega bo‘lganidan, C ∂ε ∂c= 2n0(n−n0) (1.1.72) (1.1.72) ni (1.1.69) ga qo‘ysak, RC= 2π2 λ4 n02(n− n0)2 кT C ( ∂P ∂C )T = 2π2 λ4 n02 ( n− n0 c ) 2 кT C ( ∂P ∂C )T (1.1.73) (1.1.73) ning surat va maxrajini N A ga ko‘paytiramiz va N A kT=R r T ni hisobga olib, RC= 2π2 λ4 n02 N A( n− n0 c ) 2 C { ∂ ∂C ( P RrT )}T (1.1.74) Juda kichik konsentratsiyalar uchun eritmalar nazariyasi asosida osmatik bosimni P = NkT deb yozsa bo‘ladi. C = mN dan m – bir zarracha massasi, N – v dagi zarrachalar soni. P= c m кТ , buni N A – ga ko‘paytirsak, P= c mN A N AкТ = c M RrT bo‘ladi. Bundan { ∂ ∂c( P RrT)}= 1 M kelib chiqadi. Buni (1.1.74) ga qo‘ysak, RC= 2π2 λ4 n02 N A( n−n0 c ) 2 Mc (1.1.75) Demak, h c uchun 19 hC=16 π 3 RC=32 π2 3λ4 n02 N A( n−n0 c ) 2 MC, (1.1.76) bundan hc c= HM (1.1.77) Yana ekstinksiya koeffisiyentining gazlarga xos nazariya bilan chiqarilgan formulasini hosil qildik [2]. Erigan moddaning osmatik bosimi uchun nazariya quyidagi formulani beradi: P RrT = C M +BC 2 (1.1.78) Bu yerda V – erituvchiga bog‘liq koeffisiyent, (1.1.78) dan { ∂ ∂c( P RrT)}= 1 M +2BC , ( 1.1.79 ) u vaqtda ( 1.1.74 ) R= 2π2 λ4 n02 N A( n− n0 c ) 2 C 1 M +2BC ( 1.1.80 ) Demak, h=32 π3 3λ4 n02 N A( n− n0 c ) 2 C 1 M +2BC ( 1.1.81 ) Bundan h= H C 1 M +2BC Bundan H hc C= 1 M +2BC (1.1.82) Bu formula bilan molekulyar og‘irlik M – ni aniqlaymiz , buning uchun Hhc . C bilan C ning bog‘liqlik grafigini chizish kifoya . Bu grafik to‘g‘ri chiziqdan iborat bo‘ladi 20 [3] . Uning og‘ish burchagi 2 B bilan aniqlanadi . Bu to‘g‘ri chiziq ordinata o‘qini IM balandlikda kesib o‘tadi . Tajribada avval h=h c +h  topiladi , h – ni topsak , h c =h-h  (1.1.83) tenglikdan h c – ni topish mumkin . Bu metodni polimerlarga tatbiq etish qiziq natijalar beradi . Yorug‘lik sochilishi bilan faqat molekulyar og‘irlik emas , balki molekulaning formasi va o‘lchami ham topiladi . Polimerlarda yorug‘lik sochilishining nazariyasi Debay tomonidan ishlab chiqilgan . Bu polimer molekulasidagi turli atomlardan sochilgan yorug‘likning interferensiyasini tekshirishga asoslangan . Polimerlar eritmalaridan sochilgan yorug‘lik intensivligi turli sharoitga bog‘liq . Masalan , oldinga sochilgan yorug‘lik intensivligi keyinga sochilgan yorug‘lik intensivligidan katta . 1.2§. Molekulalaro o‘zaro ta’sir va ularning tebranish spektrida namoyon bo‘lishi Molekula aylanish yoki tebranish spektriga ega bo‘lishi uchun u dipol momentiga yoki qutblanuvchanlikka ega bo‘lishi lozimligini yuqorida keltirilgan mavzularda ko‘rib o‘tdik. Demak, molekulaning elektr xossalari uning optik xossalari bilan chambarchas bog‘liq ekan. Buning asosiy sababi qutblanuvchanlik va dipol momenti molekulaning elektron bulutining xossasini bildiradi. Dipol momenti va qutblanuvchanlik molekulalar o‘rtasidagi o‘zaro ta’sir kuchlarini belgilaydi [10]. Molekulalar orasidagi masofa yaqin bo‘lganda gazning suyuqlikka aylanishida va molekular kristallar hosil bo‘lishida molekulalararo o‘zaro ta’sir muhim ahamiyatga ega bo‘ladi. Molekulalararo o‘zaro ta’sir kuchlari ko‘p hollarda van-der-vals kuchlari ham deyiladi, shu kuchlar tufayli moddalarning suyuq holati vujudga keladi. Savol tug‘iladi, nima sababdan elektrik nuqtayi nazardan neytral 21         r rbo‘lgan molekulalar o‘zaro bir-biriga tortiladi. Bu savolga javob berish uchun dastlab qutbli molekulalarni qaraymiz. Qutbli molekulalarda musbat va manfiy zarrachalarning og‘irlik markazlari bir-biriga nisbatan siljigan va turli molekulalardagi qarama-qarshi zaryadlar bir-birini elektrostatik (kulon) kuchlari tufayli tortadi. Bunda molekulalar rasmdagidek ketma-ket yoki antiparallel joylashadi (1.2.1-rasm). Past temperaturada dipollarning bunday joylashishi oson. Ikkita o‘zaro ketma-ket joylashgan dipollarning ta’sir energiyasini qaraylik. 1.2.1-rasm. Ikkita qutbli molekulaning energetik jihatdan qulay joylashishi. Dipollarning uzunligi l va dipollar orasidagi masofa r bo‘lsin, l  r . Turli ishoraga ega bo‘lgan zaryadlarning o‘zaro tortishish va bir xil ishoraga ega bo‘lgan zaryadlarning itarishish energiyasi quyidagicha aniqlanadi: U = − е2 (r+ 2l)− е2 r + 2е2 (r+ l)= − 2e2l2 (r+2l)(r+l)r (1.2.1) Agar l  r deb olsak, u holda (1.2.1) ni quyidagicha yozish mumkin: U = − 2e2l2 r3 (1.2.2) Ma’lumki, molekulaning dipol momenti μ= el , bundan oriyentatsion ta’sir energiyasi quyidagiga teng bo‘ladi: U op = − 2 μ2 r3 . (1.2.3) Agar o‘zaro ta’sir etuvchi molekulalarning dipol momentlari har xil bo‘lsa, (1.2.3) formulani quyidagicha yozish mumkin: 22 U ор= − 2 μ1μ2 r3 (1.2.4) Issiqlik harakati dipollarning o‘zaro oriyentatsiyasiga to‘sqinlik qiladi. Xuddi shuningdek, bu harakat oriyentatsion ta’sir energiyasiga ham ta’sir ko‘rsatadi. Shu tufayli oriyentatsion ta’sir energiyasini bilish uchun issiqlik harakatining ta’sirini hisobga olish kerak. Bu ta’sirni hisobga olish uchun  qutblanuvchanlikka ega bo‘lgan sistemaning kuchlanganligi E bo‘lgan maydondagi qutblanishini qaraymiz. Bunday maydon ta’sirida induksiyalangan dipol momenti   hosil bo‘ladi. Dipolning ana shu maydondagi energiyasi quyidagiga teng bo‘ladi: U = μ'E cos (μ'E ) (1.2.5) Molekulaning dipol momenti maydon tomonidan induksiyalanganligi uchun uning yo‘nalishiga mos tushadi, natijada cos (   E)=1 bo‘ladi. Bu hosil bo‘lgan maydon kattaligining o‘zgarish chegarasi 0 dan E gacha bo‘ladi. Natijada oriyentatsion ta’sir energiyasi quyidagicha hisoblanadi: U op = − ∫ O E μ¿dE = − ∫ O E α EdE = − α E 2 2 (1.2.6) U op = − α E 2 2 (1.2.6) Endi o‘z yo‘nalishi bo‘yicha dipolni hosil qilgan maydon kuchlanganligini hisoblaymiz: Е = e r2− e (r+ l)2 yoki E= e r2− e r2+2rl = 2μr r4+2r3l (1.2.7) Molekulalar orasidagi masofaning uchinchi darajasi juda kichik miqdor bo‘lganligi uchun (1.2.7) dagi 2r3l ni hisobga olmasak ham bo‘ladi, natijada: Е = 2 μr r4 = 2 μ r3 (1.2.8) Oriyentasion o‘zaro ta’sirda, issiqlik harakati xalaqit berganligi tufayli qutblanuvchanlik rolini quyidagi oriyentatsion qutblanuvchanlik o‘ynaydi: α0= μ2 3kT (1.2.9) 23 u holda oriyentasion ta’sir energiyasi uchun quyidagi munosabatga ega bo‘lamiz:Uop=−αE2 2 =− μ2 3kT (2μ/r3)2 2 =− μ2 3kT ⋅4μ2 2r6=− 2μ4 3kTr 6; (1.2.10) U op = − 2 μ4 3kTr 6 (1.2.11) Agar o‘zaro ta’sir etuvchi molekulalarning energiyasi har xil bo‘lsa, uning oriyentatsion energiyasi quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi: U op= − 2 3 μ12μ22 kTr 6 (1.2.12) Energiyaning manfiy ishorasi ikkita dipolning tortishishini ko‘rsatadi. Ma’lumki, tabiatda qutbli molekulalardan tashqari qutbsiz molekulalar ham mavjud. Shuning uchun dipol-dipol o‘zaro ta’sirdan tashqari, qutbli va qutbsiz molekulalar o‘rtasidagi o‘zaro ta’sir ham mavjud, bunday o‘zaro ta’sirga induksion o‘zaro ta’sir deyiladi. Bu o‘zaro ta’sirda qutbli molekula qo‘shni qutbsiz molekulada dipol momentini indusirlaydi, ya’ni majburiy qutblantiradi. Bu holda o‘zaro ta’sir energiyasi qutbsiz molekulaning qutblanuvchanlik darajasiga ham bog‘liq bo‘lib qoladi [11]. E ndi doimiy dipol momentiga ega bo‘lgan va induksiya natijasida hosil bo‘lgan dipol momentlari o‘rtasidagi o‘zaro tortishish energiyasini aniqlaymiz. Bizga ma’lumki, U op = − α E 2 2 (1.2.13) Xuddi shuningdek, Uинд =−αинд E2 2 −αинд (2μ/r3)2 2 =− αинд 4μ2 2r6 (1.2.14) U инд = − αинд 2 μ2 r6 (1.2.15) Induksion o‘zaro ta’sir birinchi marta Debay tomonidan o‘rganilgan bo‘lib, u temperaturaga, ya’ni molekulalarning issiqlik harakatiga bog‘liq emas. 1.2.3 va 1.2.4- ifodalar o‘zaro ta’sir energiyasining molekulalar orasidagi masofaning uchunchi darajasiga bog‘liqligi past temperaturalarda, issiqlik harakati bo‘lmaganda o‘rinli bo‘ladi. 24 Qutbli molekulalarning o‘zaro tortishishi klassik fizika nuqtayi nazaridan ham tushunarli, lekin qutbsiz molekulalar o‘rtasida ham tortishish kuchlari mavjud. Agar ularda tortishish kuchlari bo‘lmaganda edi inert gazlarni, havoni, azot, kislorod, SSl 4 kabilarni suyuq holga keltirib bo‘lmas edi. Qutbsiz atom va molekulalar o‘rtasidagi o‘zaro ta’sirning tabiatini kvant mexanikasi asosida tushuntirish mumkin. London Frankning ko‘rsatishicha, (L. Frank, 1900-1954) bu o‘zaro ta’sirning tabiati nolinchi energiyaning mavjudligi bilan tushuntiriladi. O‘zaro ta’sirlashuvchi zarrachalar garmonik ossillator sifatida qaraladi, ya’ni atomdagi elektron muvozanat vaziyati atrofida garmonik tebranuvchi zarracha deb qaraladi. Umumuy holda atom yoki molekulaning dipol momenti nolga teng, lekin elektron tebranma harakat qilganda vaqtning ma’lum paytida atom yoki molekula qutblanadi, ya’ni noldan farqli dipol momenti vujudga keladi va ular o‘zaro ta’sirlashadi. Kvant mexanikasiga ko‘ra ossilatorning to‘liq energiyasi quyidagiga teng.Е = (ϑ + 1 2 )hν = (ϑ + 1 2 )h ω 2 π (1.2.16) v –tebranish kvant soni bo‘lib, ushbu tenglikni hisobga olgan holda hisoblashlar natijasida dispersion o‘zaro ta’sir energiyasi uchun quyidagi ifodaga ega bo‘lamiz: U дис = h 4 π ⋅ α 2ω 02 r6 = − α 2 r6 hν 2 (1.2.17) Bir xil qutblanuvchanlikka ega bo‘lgan ikki ossilyatorning kvantomexanik effekt sababli hosil bo‘lgan tortishish energiyasi qutblanuvchanlikning kvadratiga, nolinchi energiyaga hν 2 ga to‘g‘ri proporsional va ossilatorlar orasidagi masofaning oltinchi darajasiga teskari proporsional bo‘ladi. Aniq nazariya dispersion ta’sir energiyasi uchun quyidagi natijani beradi: U дис = − 3 4 Iα 2 r6 (1.2.18) 25 bu yerda I – atom yoki molekulaning ionizatsiya energiyasi. Agar ikkita atom va molekulalar o‘zaro ta’sirlashayotgan bo‘lsa, u holda (1.2.104) ifodani quyidagicha yozish mumkin:U дис = 3 2 I1− I2 I1+ I2 α1α2 r6 (1.2.19) Uchala U or , U ind , U dis kuchlarning yig‘indisiga Van-der-Vaals kuchlari ham deyiladi. Shunday qilib,  0 dipol momentiga va  qutblanuvchanlikka ega bo‘lgan molekulaning o‘zaro ta’sir energiyasi quyidagilarning yig‘indisidan iborat bo‘ladi: U = U op +U инд +U дис = − ( 2 3 μ04 1 kT +2αμ 02+ 3 4 Iα 2 ) 1 r6 (1.2.20) Agar dipol momenti uncha katta bo‘lmasa, ta’sir energiyasi asosan dispersion energiyadan iborat bo‘ladi. 1.2.1-jadvalda ayrim molekulalar uchun bu o‘zaro ta’sir kuchlarining qiymatlari keltirilgan. 1.2.1-jadval. Ayrim molekulalar uchun Van-der-Vals kuchlarining qiymatlari. Modda  , debay  , 10 -24 , sm 3 U op  r 6 , erg  sm 6 U ind  r 6 , erg  sm 6 U d is  r 6 , erg  sm 6 SO 0 ,12 1,99 0,0034 0,057 67,5 HJ 0,38 5,4 0,35 1,68 388 HBr 0,78 3,58 6,2 4,05 176 HCl 1,03 2,63 18,6 5,4 105 NH 3 1,5 2,21 84 10 93 H 2 O 1,84 1,48 190 10 74,7 Shuni ta’kidlash lozimki, o‘zaro ta’sir kuchlari uchun keltirilgan ifodalar (ayniqsa, dispersion o‘zaro ta’siri uchun) tajriba natijalari bilan to‘liq mos tushmaydi. Bunda asosiy qiyinchilik itarishish kuchlari bilan bog‘liq. Shunga qaramasdan, nazariya qator moddalarning xossalaridagi farqni tushunish imkoniyatini beradi. Qutbsiz molekulalar uchun Van-der-Vals doimiyliklari a va b orasidagi bog‘lanish quyidagi munosabatda bo‘ladi: a⋅b = 4 π 2 9 N A 3|u дис |r6 (1.2.21) 26 1.2.2-jadvalda Van-der-Vals doimiyliklari a va b, bug‘lanish issiqligi (L s ) ning nazariy hisoblangan va tajribada olingan qiymatlari keltirilgan. 1.2.2-jadval.Gazlar uchun Van-der-Vals doimiyliklari a va b, bug‘lanish issiqligi (L s ) ning nazariy hisoblangan va tajribada olingan qiymatlari. Gaz b , sm 3 (tajriba)a  10 -4 ( at. sm 6  r -2 L s ( kkal/mol) Nazariy hisoblash Tajriba Nazariy hisoblash Tajriba He 24 4,8 3,5 0,47 0,59 Ne 17 26 21 1,92 2,03 Ar 32,3 163 135 3,17 2,80 Kr 39 ,8 253 210 - - Xe 51,5 430 410 - - H 2 26,5 46 24,5 - - N 2 39,6 147 135 1 , 64 1,86 O 2 31,9 135 136 1,69 2,06 CO 38,6 166 144 1,86 2,09 CH 4 42,7 256 224 2,42 2,70 CO 2 42,8 334 361 - - Cl 2 54,8 680 632 7,18 7,43 HCl 40,1 283 366 3,94 5,05 HBr 44,2 510 442 4,45 5,52 Hj - - - 6,65 6,21 A= c Nl∫l0τ(ν) cм сек см−1 молек см 3см =см -2сек −1молек −1 (1.2.22) Atom va molekulalar orasidagi o ‘ zaro ta ’ sir Van - der - Vaals kuchlari energiyasi 0,1 kkal / moldan , 2 kkal / molgacha bo ‘ lishi mumkin . Molekulalararo o ‘ zaro ta ’ sirning yuqorida qarab o ‘ tilgan uch turidan tashqari , o ‘ lchami katta bo ‘ lgan molekulalarda unipolyar va bepolyar o ‘ zaro ta ’ sirlar ham bo ‘ lishi mumkin . Agar molekulaning o‘lchamlari molekulalar orasidagi masofadan katta bo‘lsa dispersion kuchlarni hisoblashda oniy o‘zaro ta’sirni dipol o‘zaro ta’sir deb qarab bo‘lmaydi [9]. Bu holda alohida zaryadlar o‘zaro ta’sirlashadi va bu effekt unipolyar o‘zaro ta’sir deyiladi. Bunday o‘zaro ta’sirda dispersion o‘zaro ta’sir energiyasi 27 molekulalar orasidagi masofaning ikkinchi darajasiga teskari proporsional bo‘ladi, ya’ni unipolyar kuchlar nisbatan katta masofalarda ta’sirlashadi. Unipolyar dispersion o‘zaro ta’sir yuqoripolemerlarning (kauchik) xossalarini belgilashi mumkin. Bundan tashqari, bepolyar ionlar o‘rtasida o‘zaro ta’sir ham mavjud, ya’ni molekulaning bir qismida musbat zaryad, ikkinchi tomonida manfiy zaryad to‘planadi. Molekulaning o‘lchami katta bo‘lganligi sababli (masalan aminokislotalar H 3 N + (CH 2 ) n COO - ), ya’ni l r , bo‘lganligidan alohida dipollar emas, zaryadlar o‘zaro ta’sirlashadi. Molekula bir agregat holatdan boshqa bir agregat holatga o‘tganda uning spektral parametrlari ma’lum miqdorda o‘zgaradi. Molekula faqat siyraklashtirilgan gaz holatida bo‘lgandagina uning spektral parametrlari molekuladagi real harakatlarga tegishli bo‘lgan o‘tishlarni xarakterlashi mumkin. Gaz holatdagi molekulalarning zinchligi orta borishi bilan esa molekulalararo o‘zaro ta’sir hisobiga spektroskopik parametrlar o‘zgara boradi. Bu o‘zgarishlar q u yidagicha namoyon bo‘ladi:  yutilish va nurlanish polosasi siljiydi;  polosaning intensivligi o‘zgaradi;  polosaning formasi o‘zgaradi (yarim kengligi, simmetrikligi);  yangi polosalar paydo bo‘ladi. Ayniqsa modda gaz holatdan kondensirlangan holatga o‘tganda (suyuq yoki qattiq) bu effektlar kuchliroq namoyon bo‘ladi. Bu effektlarning qanchalik kuchli yoki kuchsiz namoyon bo‘lishi molekulaning qutbli yoki qutbsizligiga, molekulalararo o‘zaro ta’sirga moyilligiga bog‘liq [10]. 1.3 §. Molekulalararo vodorod bog‘lanish va vodorod bog‘lanishli komplekslarning umumiy xarakteristikasi Vodorod bog‘lanish deb ataluvchi komplekslarning asosiy xarakteristikalarini qaraymiz. Bunda, birinchi navbatda vodorod bog‘lanishning umumiy xossalariga e’tibor beramiz va uning boshqa molekular komplekslardan 28 farqini qarab chiqamiz. Hozirgi paytda adabiyotlarda vodorod bog‘lanishning bir- biridan qisman farq qiluvchi qator ta’riflari mavjud. Molekulalararo o‘zaro ta'sirning tabiatda keng tarqalgan turlaridan yana biri vodorod bog‘lanishlardir. Agar vodorod atomi molekuladagi kuchli elektromanfiylikka ega bo‘lgan atom bilan kimyoviy birikkan bo‘lsa, u boshqa molekulaning yoki xuddi shu molekulaning boshqa manfiy zaryadli atomi bilan yana bir qo‘shimcha bog‘lanishlar hosil qiladi. Lekin bu ikkinchi bog‘lanish oddiy bog‘lanishga qaraganda bo‘shroq bo‘ladi. Bu turdagi bog‘lanishga vodorod bog‘lanish deb nom berilgan. Vodorod atomining bir vaqtning o‘zida ikki bog‘lanish hosil qilish qobilyati XIX asrning oxirida aniqlangan edi. Vodorod bog‘lanish shartli ravishda A-H...B deb belgilanadi. Bunda A-H bog‘lanishdagi elektronlarning zichligi, A atomiga tomon kuchli siljigan bo‘ladi. Buning natijasida vodorod atomi yaqinida elektronlar juda siyrak bo‘ladi, ya'ni yalong‘ochlangan protonning yakka o‘zi qoladi va ajoyib xususiyatga ega bo‘ladi. Shuning uchun ham vodorod ioni boshqa molekulalarning manfiy zaryadli В atomiga tortiladi. Boshqa atomlar esa В ga yaqinlashganda itarishadi, chunki В ning manfiy zaryadi bilan molekulalarning elektron qobig‘i ta'sirlashadi [12] . O‘zaro ta’sirlashuvchi atom В ning manfiy zaryadi qancha katta bo‘lsa, o‘lchami qancha kichik bo‘lsa va A-H kovalent bog‘lanishda qatnashuvchi atomlarning manfiy zaryadlaridagi farq qancha katta bo‘lsa vodorod bog‘lanish shuncha kuchli namoyon bo‘ladi. Shuning uchun u ftor bilan kislorod birikmalarida eng kuchli bo‘ladi, azotda kamroq, xlor bilan oltingugurtda yana xam kamroq bo‘ladi. A-H...В o‘zaro ta'sirning kuchiga qarab H bog‘lanishning 29 energiyasi ham o‘zgaradi. Masalan, ftorli birikmalarda bu bog‘lanish energiyasi 10 kkal/mol ni tashkil qilsa, A-H...B tipdagi komplekslarda 2-3 kkal/mol ni tashkil qiladi. Shunday qilib spetsifik o‘zaro ta'sir bir yoki turli xil molekulalarning ikkita funktsional guruppasini o‘z ichiga oladi. Bu guruhlardan biri A-H proton beruvchi, ikkinchisi В esa proton qabul qiluvchi deyiladi. Odatda donor proton sifatida gidroksil guruhlari (O-H) aminoguruhlar (N-H) bo‘ladi. Aktseptor esa karbonil guruhlaridagi ftor, xlor va hakozolar bo‘lishi mumkin [14]. Agar vodorod bog‘lanish A-H va В guruhlarida bir turli va har turli ikki yoki undan ko‘proq molekulalar orasida yuz bersa, buni molekulalararo vodorod bog‘lanish deyiladi. Vodorod bog‘lanish bir birikma molekulalan orasida ham yuz beradi. Bunday bog‘lanishni ichki molekulyar vodorod bog‘lanish deyiladi. Molekulalararo vodorod bog‘lanishlar turli tarkibdagi qo‘shilmalaming hosil bo‘lishiga sabab bo‘ladi. Vodorod bog‘lanishning eng ko‘p turi ayni bir birikmaning ikki molekulasi orasida bog‘lanishlardan iborat. Hosil bo‘lgan komplekslar dimerlar deyiladi. Bundan tashqari bir vaqtning o‘zida bir necha bir xil yoki har xil molekulalar vodorod bog‘lanish orqali o‘zaro bog‘lanishi mumkin. Ular trimer, tetramer va hakozo bo‘lishi mumkin. Molekulalararo vodorod bog‘lanish ko‘pchilik organik birikmalar uchun xosdir. Masalan, kislorod nitrofenolda ichki molekulyar vodorod bog‘lanish bor. Paranitrofenolda esa molekulalararo bog‘lanish, chunki bu birikmalar O-H guruhining vodorodi nitroguruhi kislorodidan uzoqlashadi [ 13, 15 ]. Vodorod bog‘lanish ko‘pgina fizik, ximik, biologik jarayonlarda muhim rol o‘ynaydi. Hamda moddaning ko‘pgina xossalarini belgilaydi. Bu bog‘lanish vodorod atomi bo‘lgan deyarli hamma moddaning har qanday agregat holatida uchraydi. Keyingi yillarda vodorod bog‘lanish haqidagi fikrlardan foydalangan yangi sohalar vujudga kelmoqda va taraqqiy etmoqda. Masalan, absorbsiya, kataliz, fermentlar aktivligi va hakozo. Vodorod bog‘lanish tirik organizmda ham namoyon bo‘ladi. Inson o‘zi ham vodorod bog‘lanishli birikmalardan tashkil topgan. Tirik organizmdagi murakkab 30 molekulalarning tuzilishi va xossalari ko‘p hollarda molekulalar ichidagi bog‘lanishlarga bog‘liq bo‘ladi. Bitta katta molekula ichida bunday bog‘lanishlardan bir nechtasi bo‘lishi mumkin [12, 15]. Haqiqatdan ham bu bog‘lanishlarda oqsil va nuklein kislotalar tuzilishida o‘ziga xoslikni aniqlaydi va sintetik polimerining ko‘pchiligida muhim rol o‘ynaydi. Toza moddada yoki eritmada molekulalararo vodorod bog‘lanishlarning hosil bo‘lishi moddaning ko‘p fizikaviy xossalarining o‘zgarishiga olib keladi. Moddalaming tuzilishini, molekulyar qo‘shilmalaming hosil bo‘lishiga sabab bo‘luvchi o‘zaro ta'sir kuchlari to‘liq aniqlaydi. Moddalar qo‘shilishida ulaming xossalari odatda kuchli o‘zgaradi va qo‘shilishdan oldin hosil bo‘lgan moddalaming xossalaridan ancha farq qiladi. Chunki vodorod bog‘lanish molekulalarning faqat massasi, o‘lchamlari va shakligina emas, funksional guruhlarining elektron tuzilishini ham o‘zgartiradi. Boshqacha aytganda, vodorod bog‘lanish tufayli moddaning termodinamik va elektr xossalari o‘zgaradi. Ko‘p xollarda erish va qaynash haroratining ko‘tarilishi, bug‘ hosil bo‘lish issiqligining kuzatilishi, ideal eritma va elektr o‘tkazuvchanlikning, dielekrtiklar xossalarining o‘zgarishi, gaz qonunlarida chetlanish kabi xodisalami ko‘rish mumkin. Bundan tashqari moddaning spektroskopik parametrlari ham o‘zgaradi. Bu esa infraqizil yutilish va kombinatsion sochilish spektrida chastotalaming siljishiga va YaMR spektrida esa signallarning siljishiga olib keladi. Kimyogarlar vodorod bog‘lanishga quyidagicha ta’rif beradi: Vodorod bog‘lanish – molekuladagi atomlar o‘rtasidagi kimyoviy ta’sir turi bo‘lib, bunda boshqa atom bilan kovalent bog‘langan vodorod atomi ishtirok etadi. A-H guruh proton beruvchi (donor proton yoki akseptor elektron), B guruh esa elektron beruvchi (donor proton yoki akseptor elektron) sifatida ishtirok etadi. Ko‘plab sistemalarda haqiqiy “donor” lik yo‘q va H atomi A atom bilan kimyoviy bog‘langanligicha qoladi. Boshqacha aytganda, A-H guruh kislotalik funksiyasini namoyon qiladi, B guruh esa asos bo‘ladi. Vodorod bog‘lanish xarakteristikasiga quyidagi bog‘lanish kiritilgan AH (acial-kislota) va B (base- 31 asos) [36,40]. Umuman kislotalik tushunchasi vodorod boshlanishga to‘g‘ridan- to‘g‘ri bog‘liq emas. Vodorod bog‘lanishli komplekslar energiyasi juda keng oraliqda o‘zgaradi. Juda kuchsiz Van-der-Vals o‘zaro tasirdan (energiyasi kkal\mol ulushlaridan oshmaydi) to energiyasi oddiy kimyoviy bog‘lanishgacha bo‘lgan (o‘nlab kkal/mol) o‘ta kuchli vodorod bog‘lanishli komplekslar ham mavjud [36]. Biz bu yerda asosan vodorod bog‘lanishli sistemalar va bu sistemalarda vodorod bog‘lanishning tebranish spektrida namoyon bo‘lishi haqida to‘xtalamiz. Ko‘plab tajribalar natijalari shuni tasdiqlaydiki, agar R-XH guruhda X ning elektromanfiyligi, shuningdek R radikalning elektromanfiyligi qancha katta bo‘lsa XH shunchalik kuchli proton beruvchi hisoblanadi. Bundan ko‘rinadiki, proton berish qobiliyati vodorod atomidagi musbat zaryadning miqdori bilan aniqlanadi. Masalan, HF, HCl, HBr proton berish qobiliyati susayib boradi. Spirtlarning quyidagi qatorida vodorod bog‘lanishli kompleks hosil bo‘lishining energiyasi kamayadi: CF 3 CH 2 OH, CN 3 ON, C 2 N 5 ON, C 4 N 9 ON. Kislotalar bu – proton beruvchi moddalar, asoslar esa uni qabul qiluvchi moddalar hisoblanadi, ya’ni gap quyidagi jarayon haqida bormoqda: Bunday jarayonning muvozanat doimiysi quyidagicha ifodalanishi mumkin: Bunday jarayon gazlarda kam o‘rganilgan, asosan bunday doimiylik o‘lchash muhitda olib boriladi. Ko‘p hollarda, bu jarayon suvda quyidagi tartibda amalga oshadi: Odatda taqqoslash uchun RN kislotalilik degan miqdordan foydalaniladi : RN = - lgK AH , bu miqdor qancha kichik bo ‘ lsa , kislota shuncha kuchli bo ‘ ladi . Agar bu miqdor nolga teng bo‘lsa, eng kuchli nordon muhit, 7-neytral muhit, 14- maksimal nordan bo‘lmagan ishqorli muhit. Toza suvning 25 0 C temperaturadagi 32 kislotaliligi (RN) 7 ga teng. Afsuski, bu miqdor universal bo‘la olmaydi. Birinchi navbatda, bu molekular xarakteristika emas, chunki muvozanatda muhit ishtirok etadi. Ayrim hollarda proton donorlik xususiyati bilan kislotalik orasidagi korralyatsiya haqida gapirish mumkin, bu ham hamisha bajarilavermaydi. Eng kuchli proton donorlar azot kislotasi (NONO 2 ) va HF hisoblanadi, kuchli donorlar OH-kislotalar, galogenli karbon kislotalari (CF 3 COOH, CCl 3 COOH), fenollar. Yetarli darajada kuchli donorlar HHal, karbon kislotalari (CN 3 COON va boshqalar), galogneli spirtlar, oddiy spirtlar va suv. Nisbatan kuchsiz proton donorlar – NH guruhli birikmalar va SH. Juda kuchsiz donor protonlar SeH, PH. CH guruh quyidagi molekulalarda kuchsiz vodorod bog‘lanish hosil qiladi: (HHal) 3 CH, N≡C-H, RC≡C-H, HC≡CH. A-N··B sistemada B kuchli akseptor proton hisoblanadi [36]. Agar elektron bulut zinchligi (erkin elektronlar juftligi sohasida) qancha katta bo‘lsa, molekuladagi atomning protonakseptorligi (protonni qabul qiluvchanligi) qobiliyatini baholaydigan aniq ma’lumot topish qiyin. Ayrim hollarda birinchi ionizitsiya potensialidan foydalaniladi, chunki ionlashishda erkin juftlik elektrondan uzoqlashadi, aynan, shu elektron vodorod bog‘lanishda ishtirok etadi. Potensial qancha kichik bo‘lsa, protonseptorlik xususiyati shunchalik effektiv bo‘ladi. Lekin bu universal g‘oya emas. Masalan, galoidovodorodlar qatorida (HF, HCl, HBr) proton akseptorlik qobiliyati ortadi, ionizatsiya potensiali esa kamayadi HF (I 1 =16.4), HCl (12.8), HBr (11.7 eV), ayrim sistemalarda bunday emas. Aniq tajriba natijalariga ko‘ra uchlangan aminlarda azot atomi mustahkam bog‘ hosil qiladi. Protonakseptorlik xususiyati kamayishi quyidagicha: NH 3 <N(CH 3 ) 3 <N(C 2 H 5 ) 3 . Karbonil guruhda =C=O (asetonda), karboksil guruhda =O (efirda) kislorod kuchsiz bog‘lanish hosil qiladi, yana ham kuchsiz bog‘lanish NO 2 da azot bo‘ladi. C≡N guruhda spirtlar molekulalarida kislorod, S=O guruhda S atomi yoki = S (trio efir) atomi, aromatik birikmalar yoki qo‘sh bog‘lardagi  -elektronlar kuchsiz bog‘lanish hosil qiladi. Shartli ravishda barcha H-bog‘lanishlarni bitta bog‘ga to‘g‘ri keladigan ta’sir energiyasining miqdoriga qarab bir necha guruhga bo‘lish mumkin [14]. 33 Kuchsiz H -bog‘lanish O‘rtacha H-bog‘lanish Kuchli H -bog‘lanish O‘ta kuchli H-bog‘lanish < 3 kkal / mol ~3 – 6 kkal / mol ~ 6 – 9 kkal / mol > 10 kkal / mol Eng yuqori o‘zaro bog‘lanish (samoassotsiatsiya) suvda bo‘ladi. Har bir suv molekulasi 4 ta bog‘lanishda qatnashadi. Ikkitasi vodorod atomi orqali donor proton sifatida, ikkitasi kislorod atomi orqali akseptor sifatida. Vodorod bog‘lanish mavjudligi ko‘pgina moddalarning makroskopik xossalarini o‘zgartiradi. Turdosh brikmalar qatorida N 2 O, N 2 S, N 2 Se, va N 2 Te larning qaynash temperaturalari birinchisida eng yuqori bo‘ladi. Bu qatordagi qonuniyatga ko‘ra suv normal sharoitda qaynashi lozim bo‘lgan temperaturga nisbatan ancha yuqori temperaturada qaynaydi. Bu qatordagi qonuniyatga ko‘ra suv taxminan 200 0 dan pastroq temperaturada, ya’ni ~ -100 0 C temperaturada qaynashi lozim. Ma’lumki, molekula bog‘lanishlari zanjirlarining oriyentatsiyasi tufayli sistemalarning dielektrik doimiyliklari ortadi. Masalan, HCN uchun ε = 95, H 2 O uchun ε = 80, CH 3 OH uchun ε = 33 ga teng. 1.4 §. Molekulalararo vodorod bog‘lanishni nazariy hisoblashlar yordamida o‘rganish Noempirik hisoblashlar natijasida tajribalarda olingan spyektrlarni tekshirish orqali turlicha agregatlarning molyekulyar xaraktyeristikalari aniqlash imkoniyatlari paydo bo‘ldi, bundan tashqari agryegatlangan bog‘lanishlarda molekulalarning fazoviy tuzilishi va oriyentatsiyasi aniqlash imkonini byeradigan usullar yaratildi [16-17]. Shunday qilib, molekulalararo komplyekslar modyelida tajriba natijalari nazariy hisoblashlar orqali tushuntirish bugungi kunda gaz va suyuq holatlar fizikasining eng dolzab vazifalaridan biri bo‘lib qoldi. Suyuq muhitlarda, tanlab olingan ob'yektlar uchun, vodorod bog‘lanish va Van-dyer-vaals molekulalararo o‘zaro ta'sirlar orqali hosil bo‘ladigan molyekulyar agryegatlarni o‘rganishda yangi eksperimyental tadqiqotlar va kvanto-ximik hisoblashlar o‘tkazish yo‘li bilan ularning “spektri, tuzilishi va xossalari” orasidagi bog‘lanishlarni o‘rnatish hamda molekulalararo o‘zaro ta'sirlarni, molekulalar 34 agryegatlanishini va ularni o‘rab turgan muhitning molekulaning spyektral paramyetrlariga ta'sirini o‘rganish juda katta amaliy ahamiyatga ega. Amaliy masalalarni noempirik hisoblashlar o‘tkazish orqali hal qilish jarayonida quyidagi masalalarga e'tibor qaratish talab etiladi: Noempirik hisoblashlar bilan spyektroskopik usullar bir-birini to‘ldirgan holda o‘rganilayotgan ob'yekt to‘g‘risida to‘liq ma'lumot olish imkoniyatini yaratadi. Umumiy qilib aytganda, noempirik hisoblashlar taklif qilingan modyelning o‘lchangan natijalar bilan adyekvatligini ta'minlash uchun molyekulyar sistyemalarda ma'lum bir yaqinlashishlar orqali Shryedingyer tyenglamasining yechimini topish jarayoni dyeb qarash mumkin [20]. Tajriba orqali olish mumkin bo‘lmagan, murakkab molyekulyar tuzilmalarning va effyektlarning xossalarini hisoblash uchun ko‘pincha noempirik hisoblashlar – «ab initio» (lotinchadan «Boshlang‘ich») qo‘llaniladi. Noempirik usul - tajriba natijalaridan foydalanmagan holda atom va molekulalarning energetik sathlari va to‘lqin funksiyasini aniqlashga imkon beruvchi Shryodinger tenglamasini biror yaqinlashishda yechish usullari orqali amalga oshiriladi. Bu usullar yordamida berilgan elektronlar soniga asoslanib, sistemaning kvant-mexanik holati aniqlanadi. Molekuladagi hisoblashlar adiabatik yaqinlashishda amalga oshiriladi, ya’ni energiya va to‘lqin funksiyasini aniqlash masalalari yadrolarning fazodagi belgilangan holati bo‘yicha alohida-alohida yechiladi. Bu usullar turli xil masalalar uchun turlicha shaklga ega bo‘lishi mumkin. Misol uchun, molekulada teng og‘irlikdagi yadro konfigurasiyalari uchun dipol momenti, elektron uyg‘onish energiyasi yoki elektronlar zichligini hisoblash uchun bitta elektron masalani yechish kifoya qiladi. Molekuladagi yadrolarning teng og‘irlikdagi konfigurasiyasini aniqlash uchun esa, sirt potensial erengiyasining minimumini topish kerak bo‘ladi [22-24], bu esa har bir nuqta bo‘yicha turli xil yadro konfigurasiyalari uchun elektron masalani bir necha marta yechishni talab qiladi. Nisbatan to‘liq hisoblashlar quyidagi sxema bo‘yicha amalga oshriladi. Tadqiq qilinayotgan obyektning elektron holati aniqlanadi va har bir holat yoki holatlar sistemasi hisoblashlar bazisini hosil qiluvchi orbitallar 35 beriladi. Elektron energiyasi va tulqin funksiyasi hisoblanadigan molekula yadrolarning geometrik konfigurasiyalari to‘plami ajratib olinadi. Masalan NSl molekulasining dissosiasiya energiyasini topish uchun eng kamida teng og‘irlikdagi atom yadrosi va yetarlicha katta bo‘lgan ikkita masofa uchun elektron masalani yechsh kerak. Hisoblashlar jarayonida, misol uchun teng og‘irlikdagi izomerlar yoki o‘tishlar holatlarini qidirishda, yadrolarning geometrik konfigurasiyalari to‘plami o‘zgarishi mumkin. Har bir yadro konfigurasiyalari uchun quyidagi umumiy ko‘rinishdagi molekulyar integrallar hisoblanadi: ∫ϕa(1)A ~ (1)ϕb(1)dτ1 qisqacha ko‘rinishda ⟨ϕa|A ~ |ϕb⟩ (1.4.1) Bu yerda, A - bir elektronli operator. Bu integrallar har bir elektron holat energiyasini baholash va molekulyar orbitallarni topish imkonini beradi. Bundan keyin, variasion usullar yordamida elektronlar harakatining muvofiqlashtirilganligi – elektron korrelyasiyani hiobga olgan holda ma’lumotlar aniqlashtiriladi. Buning uchun esa, valent bog‘lanishlar usuli ishlatiladi [21-23]. Olingan ko‘p elektronli to‘lqin funksiyasi molekula xossalarini, misol uchun dipol yoki kvadrupol momentlari, qutblanganligini va boshqalarni hisoblash imkonini beradi. Ushbu keltirilgan hisoblashlar amalga oshirilgandan keyin molekulalarning har bir elektron holati uchun yadrolarning teng og‘irlikdagi geometrik konfigurasiyalari topiladi. Bu holatlar uchun tenglamlar yechimlari to‘g‘risidagi nazariya keyingi paragrafda batafsil keltirilgan. Bugungi kunda noempirik hisoblash usullari molekula tuzilishi va o‘zaro joylashishi hamda ularning elektromagnit nurlanish bilan o‘zaro ta’sirlashishini yetarli darajada o‘rganish imkonini beradi. Kichik molekulalar uchun noempirik hisoblashlar aniq natijalar berib, ayrim hollarda tajriba natijalaridan ham ustunlikka ega bo‘ladi. Hisoblash qurilmalari – kompyuterlarning rivojlanishi sababli yetarlicha murakkab sistemalar, misol uchun kislotali birikmalarning ham xossalarini hisoblash imkonini yaratdi. Bu birikmalarda olingan spektroskopik tajriba natijalarini tasdiqlash va suyuq holatlarda agregatlarning hosil bo‘lish mexanizmlarini izohlashda katta qulayliklar tug‘dirmoqda. 36 Noempirik hisoblashlar natijasini spektroskopik usullar yordamidagi tadqiqotlar natijalari bilan solishtirish orqali o‘rganilayotgan sistemaning tabiati va o‘ziga xos tomonlarini yetarli darajada tushuntirish mumkin bo‘ladi. Kvant kimyoviy hisoblashlar jarayonida o‘rganilayotgan jarayon modellashtiriladi va real tajribalarda olingan natijalarga asosan hisoblashlar amalga oshriladi.Taklif qilingan modelning o‘lchangan tajriba natijalariga mosligiga erishish uchun aniqlangan yaqinlashish doirasida molekulyar sistema uchun Shredinger tenglamasini yechish orqali amalga oshiriladi. Shredingerning elektron tenglamasi yechimini fizik-matematik qonunlarga asoslangan Xartri-Fok yoki boshqa bir elektron korrelyasiyani hisobga oluvchi usullar yordamida olish mumkin. Buning uchun esa fundamental fizik doimiylar va atom yadrolarining soni va tarkibini bilish talab qilinadi. Birinchi navbatda, Born- Oppengeymer yaqinlashishini qo‘llab, yadrolar koordinatalari ko‘rinishida molekula tuzilishi beriladi. Shundan keyin, molekulyar orbitallar yaqinlashishi tanlanadi va atom orbitallari tasvirlovchi analitik funksiya tanlanadi. Bu funksiyaga «bazis funksiya» yoki oddiy qilib «bazis» deyiladi [24-26]. Shu bilan tashqi ma’lumotlar chegaralanadi va zarur integrallarni hisoblash orqali o‘za’ro moslashgan hisoblashlar amalga oshiriladi. Zarur hollarda molekulaning simmetriyasi inobatga olinadi. Molekulyar orbitallarning bunday hisoblash usuli noempirik yoki ab initio deb ataladi. Hisoblashlarning murakkablik darajasi turlicha bo‘lishi mumkin: hisoblashlarda to‘liqlik darajasini oshirish uchun uyg‘ongan elektron konfigurasiyalarini qo‘llash mumkin, yoki bo‘lmasa Xartri-Fok usuli bilan cheklanish ham mumkin. Noempirik hisoblashlarda qo‘llaniladigan bazis funksiyalar soni ham turli xil bo‘lishi mumkin. Barchasi hisoblashlarning maqsadi va qo‘llanilayotgan kompyuter darajasi orqali aniqlanadi. Noempirik hisoblashlar bugungi kunda turli xil bazis qatorlariga ega bo‘lgan Xartri-Fok sxemasiga asoslanadi. Molekulyar sistemaning xossalarini aniqlash bazis qatori va korrelyasion effektlarga monoton bog‘liq bo‘ladi [24]. Misol uchun, noempirik 37 hisoblashlar o‘tkazish mumkin bo‘lgan Gaussian [27] dasturida turli xil atom orbitallari-bazislar to‘plamini tanlash imkoniyati mavjud. Noempirik hisoblashlar o‘tkazish uchun mo‘ljallangan barcha zamonaviy dasturlarda gaus tipidagi orbitallarga ega bazislar to‘plami qo‘llaniladi. Har bir atom orbitali elektron zichligi taqsimlangan bir nechta gauss funksiyalari deb tasavvur qilish mumkin. Shunday qilib, noempirik hisoblashlarning asosiy maqsadi molekula tuzilishi va energiyasini bashorat qilishdan iboratdir. Hisoblash usulini tanlash qo‘yidagilarni aniqlashga qaratilgan bo‘ladi:  Teng og‘irlikdagi geometrik tuzilish;  To‘liq elektron energiya;  Potensial sirtdagi lokal minimumga to‘g‘ri keluvchi garmonik chastotalar to‘plami. Ushbu keltirilgan natijalarni hisoblash quyidagi ketma ketlikda amalga oshiriladi: Birinchi bo‘lib, boshlang‘ich geometrik tuzilish bittadeterminantli Xartri-Fok usuli bilan 6-31G* (HF/6-31G*) bazislar to‘plamida amalga oshiriladi. Zaryadlar, dipol moment hisoblanadi va oxirgi qadamda garmonik chastotlar va umumiy energiya hisoblanadi. Chastotlar 6-31G* (Xartri-Fok strukturasi) [27] orqali hisoblanib, nazariyaga asosan tajriba natijalari bilan mos kelishini ta’minlash maqsadida 0.8929 faktorga ko‘paytiriladi. Hozirgi zamon tushunchasida molekula moddaning barcha ximiyaviy xossalarini o‘zida jamlagan eng kichik zarrasi. Molekula mustaqil mavjud bo‘la olish xususiyatiga ega. U bir xil atomlardan, kislorod O 2 , ozon O 3 , azot N 2 , fosfor P, oltingugurt S va h. k. dan hamda turli atomlardan tashkil topishi mumkin: bular jumlasiga barcha murakkab moddalar kiradi. Eng sodda molekulalar bitta atomdan tashkil topgan: bo‘lar inert gazlar molekulalari - geliy, neon, argon, kripton, ksenon, radondir. Yuqori molekulyar birikmalar va polimerlarda har bir molekula yuz minglab atomdan tashkil topishi mumkin [18]. Fransuz fizigi J.Perren 1906 yilda Broun harakatini o‘rganayotganda, birinchi bo‘lib, molekulalarning mavjudligini eng ishonchli tarzda eksperimental 38 isbot qilib berdi. Perrenning ko‘rsatishicha, broun harakati, molekulalarning issiqlik harakatidan boshqa narsa emas. Molekulaning mohiyatini boshqa nuqtai nazardan ham tavsiflash mumkin: molekula-atomlarning (bir xil yoki har xil) yadrolaridan va ularni qurshagan elektronlardan tashkil topgan turg‘un sistema. Molekulaning ximiyaviy xossalari atomlardagi tashqi qobiq elektronlari bilan belgilanadi. Ko‘pgina hollarda atomlar ximiyaviy bog‘lanishlar vositasida molekulalar tarzida uyushadi. Odatda, bunday bog‘lanishni ikkita atom birgalikda ega bo‘lgan bitta, ikkita yoki uchta juft elektronlar vujudga keltiradi. Molekulalarda atomlar bir-biri bilan muayyan ketma-ketlikda bog‘langan va fazoda muayyan tarzda taqsimlangan. Atomlararo bog‘lanishlar turli mustahkamlikka ega; u atomlararo bog‘lanishni uzish uchun sarflash zarur bo‘lgan energiya kattaligi bilan baholanadi. Bu kattalik turli xil bog‘lanishlar uchun bir-biridan kuchli farq qilsa-da, bir necha o‘n kkal/mol dan ortiq bo‘lmaydi. Molekulalar muayyan o‘lcham va shakl bilan xarakterlanadi. Agar molekulyar og‘irlik va ushbu modda zichligi ma’lum bo‘lsa, u holda uning molekulalari o‘lchamini aniqlash qiyin emas. Buning uchun moddaning gramm- molekulasi egallaydigan hajmni Avogadro soniga (6,02·10 23 ) bo‘lish lozim. Olingan qiymatdan chiqarilgan kub ildiz bizga molekula diametri kattaligini beradi. Biroq bunday hisoblash usulini kamdan-kam hollardagina qo‘llash mumkin; ko‘pgina moddalar molekulalarining geometrik o‘lchamlarini aniqlash uchun turli eksperimental o‘lchash usullari ishlatiladi. Molekulaning shakli atomlararo bog‘lanish uzunligi hamda bog‘lanishlar orasidagi burchak orqali aniqlanadi. Masalan, suv molekulasida O – H bog‘lanish uzunligi taxminan 0,96 Å ni, bu ikkita bog‘lanish orasidagi burchak esa 104°27' ni tashkil qiladi [18]. O‘z navbatida, bog‘lanishlar uzunliklari va burchaklar atomlar elektron qobiqlarining tuzilishiga va ularning bir-biriga ta’siriga bog‘liqdir. Molekulalar uchburchak, piramida, tetraedr va boshqa geometrik shakllarga ega bo‘lishi mumkin. Biroq 39 molekulalarida atomlar chiziqli tarzda joylashgan moddalar ham keng tarqalgan. Molekulalarning tuzilishi rentgeno-, elektrono va neytronografiya yordamida, molekulyar spektroskopiya va boshqa metodlar vositasida o‘rganiladi. Gazsimon holatda moddalar, ko‘pincha, odatdagi temperaturalarda molekulalardan iborat bo‘ladi; bir muncha kuchliroq qizdirilganda ularning atomlarga termik dissotsiatsiyasi sodir bo‘ladi. Ko‘pgina suyuqliklar va molekulyar kristallar uchun molekulalarning mavjudligi xarakterlidir. Barcha eslangan moddalar uchun ximiyaviy formulalar bevosita molekulalarning miqdoriy va sifatiy tarkibini ifodalaydi. Hozirgi zamon nuqtai nazaridan, metallar, qotishmalar, shuningdek ion va atom kristallarda molekulalar mavjud bo‘lmaydi. Buning boisi shuki, bunday moddalarda har bir atom (ion) barcha qo‘shni atomlar (ionlar) bilan taxminan birday o‘zaro ta’sirlashadi [23]. Molekulaning muayyan shakl va tuzilishiga ega bo‘lishi undagi atomlarning qat’iy bir tartibda joylashishini ko‘rsatadi. Boshqacha aytganda, molekulalardagi valentliklar barcha tomongan bir xil yo‘nalgan emas, balki muayyan yo‘nalishlarda “mahkamlangan”, kovalent bog‘ yo‘nalishiga ega deymiz. Kovalent bog‘ shu jihatdan ham ion bog‘dan farq qiladi. Ion bog‘ yo‘nalishga ega emas. Chunki ion bog‘ ikkita qarama – qarshi zaryadning elektrostatik tortishib turishidan vujudga keladi. Bu zaryadlar izotrop (hamma yo‘nalishlarda bir xil) dir. Ko‘p elektronli sistemalar (molekulalar) da elektron zaryadlari bir tekis va sferik simmetrik taqsimlanmagan. Bu – molekulalardagi ximiyaviy bog‘larni hosil qiladigan kuchlar ion bog‘lardagi kabi hamma tomonga bir xilda yo‘nalmaganligini ko‘rsatadi. Kovalent bog‘ning bu xususiyati shu bog‘ni vujudga keltiradigan elektron bulutlarning fazoda yo‘nalishiga ega bo‘lishidan kelib chiqadi. Elektron bulutlarning fazoviy yo‘nalishga ega bo‘lishining sababi nimada? Ikkinchi davr elementlaridan azot va kislorodning tashqi qavatidagi elektronlar mos ravishda 5 va 6 ta. Shundan azot atomida ikkita elektron juftlashganu, lekin umumlashmagan. Kislorodda esa, ikkita umumlashmagan elektron jufti bor. Ma’lumki, elementning sirtqi qavatida nechta toq spinli elektroni bo‘lsa, u bog‘ hosil qilishda shu elektronlari va ular joylashgan orbitallari bilan ishtirok etadi. Azot atomi va vodorod atomlaridan ammiak hosil bo‘lishida azot 40 atomining  - orbitallari vodorodning 1s – orbitallari bilan qoplanadi. 1s – orbitallar sharsimon bo‘lganidan  - orbitallar bilan qoplanganida, ularning fazodagi o‘rni  - orbitallarning joylashishiga bog‘liq [16] . Uchta  - orbitalni fazoda x, y, z o‘qlari bo‘ylab joylashtirish mumkin. Koordinata markazi azot atomiga muvofiq keladi. Koordinata markazidan turib turgan holda o‘qlar yo‘nalishlarini pastga qaratilsa B ga o‘xshagan shakl, uch burchakli piramida hosil bo‘ladi.  - orbitallarning ikkinchi yarmi ham xuddi shunday piramida hosil qiladi. Endi vodorod atomlarining 1s – orbitallarining uchta  - orbital bilan qoplangan holati (B) ni olib ko‘raylik. (1s – orbitallar gantellarning pastki pallalari bilan qoplanadimi yoki yuqoridagilari bilan qoplanadimi, buning ahamiyati yo‘q. Har ikkala qoplanish bir xil natijaga olib keladi. Sxemada pallalarning pastki qismi bilan qoplanish ko‘rsatilgan). Uchta qoplanish joyining har birida ikkitadan, jami oltita elektron bo‘ladi. Elektronlarning uchtasini uchta vodorod atomi, qolgan uchtasini azot atomi berganligi tufayli uchta juft azot va vodorod atomlari uchun umumiydir. x, y, z koordinata o‘qlari bir – biriga perpendikulyar, ular orasidagi burchak esa 90 0 . u holda azot atomidan piramidaning asoslari tomon yo‘nalgan chiziqlar – azot atomining valentliklari orasidagi burchak ham shunga teng bo‘ladi. Odatda bu hol azot atomining valentliklari piramida uchidan uning asoslari tomon yo‘nalgan deyiladi. Demak, ammiak molekulasi uch burchakli piramida tuzilishiga ega bo‘lishi, N – H bog‘lar o‘rtasidagi burchak 90 0 ga teng bo‘lishi kerak.  - orbitallarning x, y, z o‘qlari bo‘ylab joylashishi sababi sxema V dan ko‘rinib turibdi: qoplanish joyidagi elektron juftlar bir – biridan qochadi. Ana shunday joylashgandagina ular orasidagi masofa eng uzoq va o‘zaro itarilish kuchlari minimal bo‘ladi. Shunday qilib,  - orbitallarni fazoda muayyan tartibda joylashishga majbur qiladigan omil ular boshqa biror orbital (misolimizda 1s) bilan qoplanganida, qoplanish joyida mavjud elektron juftlarning bir – biridan qochishi hamda molekulaning bu itarilishni minimumga keltirishga intilishdir. Shunga o‘xshash mulohazalar asosida, kislorodning ikkita  va vodorod atomlarining ikkita 1s – orbitallari qoplanib, suv molekulasi hosil qilishida ham  - orbitallar x, y, z o‘qlari bo‘ylab joylashishini, ularning ikkitasi vodorodning 1s – orbitallari 41 bilan qoplanishini, qoplpnish joyida ikkita elektron juft bo‘lishini, elektronlarning ikkitasi kislorodning toq elektronlari, yana ikkitasi vodorodga tegishli elektronlar ekanligini, uchinchi  -orbitalda kislorodning umumlashmagan jufti joylashishini isbot qilish mumkin [22-23]. O-H bog‘lar o‘rtasidagi burchak 90 0 ga teng bo‘lishi tushunarli. Demak, suv molekulasi burchakli (yassi) tuzilishli bo‘lishi kerak. Lekin spektral ma’lumotlar va boshqa tadqiqotlar ammiak va suv molekulalaring tetraedrik tuzilganligini, ammiakdagi N-H, suvdagi O-H bog‘lar o‘rtasidagi valent burchaklar muofiq ravishda 107,3 hamda 104,5 0 ga tengligini ko‘rsatadi. Molekulalarning hajmlari to‘g‘risidagi dastlabki ma’lumotlar kinetik nazariya asosida olingan bo‘lib, bu nazariyaga binoan molekulalar elastic shartlar deb qabul qilinadi. Kinitek energiyaga binoan molekulalar to‘qnashish vaqtida o‘zaro yaqinlashib keladigan eng kichik masofa ularning diametrlari deb qabul qilinadi. Effektiv radiusni kinetik nazariyasiga binoan topish uchunV(shar )= 4 3πr 0 3 (1.4.2) formuladan foydalanamiz. O‘zaro to‘qnashayotgan ikkita sfera uchun hajmi 2V(shar ) ga teng bo‘ladi. 2V=2⋅4 3πr 0 3 (1.4.3) Vander – Baals tenglamasini hisobga olsak, V0= VK 3⋅ 1 12 NA ; (1.4.4) Kritik xolat uchun VK=3v ; v=VK 3 (1.4.5) Demak, V0= Vk 3⋅ 1 4NA = Vk 12 NA ; 4 3πr 03= Vk 12 NА (1.4.6) R03= Bk 16 PN A r0= PK 16 πN A r0=1 2 3 √ Vk 2πN A (1.4.7) 42 Demak, r 0 ni topish uchun real moddalarning kritik parametrlaridan biri bo‘lgan kritik hajmni topish kifoya. Bundan tashqari gaz holdagi modda molekulalarining ozod yo‘l uzunligi l= 1 √2N1πd 2 (1.4.8) Formulasidan ham foydalanish mumkin. Bu yerda N 1 – hajm birligidagi molekulalar soni p d 2 – molekulani o‘rab turgan va boshqa molekulalar kirolmaydigan sharning kesmasining yuzasi; d – molekulaning diametri. Gazning yopishqoqligini η= N1mW 3 ga teng. W – gaz molukalalarining o‘rtacha tezligi, birinchi formulaga l ning qiymatini qo‘yib η ni 2 ta gaz uchun yozsak η1= N1 2m1W 1√2πd 12 3 η2= N1 2m2W 2√2πd 22 3 (1.4.9) η2 ni η1 ga nisbatini topsak η2 η2 = m2W 2d22 m1W 1d12 (1.4.10) Agar birinchi gaz sifatida biror etalon gaz (N 2 Ar, Kr) olinsa va m=M/N A dan topilishini e’tiborga olib d22= η2⋅m1W 12 η1⋅m2W 2 bo‘yicha tekshirilayotgan gaz molekulasining kinetik diametric topiladi. Bu yerda n 1 , n 2 W 1 , W 2 va a 1 lar tajriba asosida topiladi. Kvant mexanika kimyoviy kuch (valentlik) yo‘nalishga ega ekanligini ko‘rsatdi. Bu narsa valent elektronlar egallab turgan atom orbitallarning hiliga bog‘liq [16]. AO: s bog‘lanishda tanlangan yo‘nalishi yo‘q. p bog‘lanishlar 90 0 burchak ostida yo‘nalish sp bog‘lanishlar 180 0 burchak ostida yo‘nalish sp 2 bog‘lanishlar 120 0 burchak ostida yo‘nalish sp 3 bog‘lanishlar 109 0 20` burchak ostida yo‘nalish 43 sp 2 d bog‘lanishlar 90 0 burchak ostida yo‘nalish sp 3 d 2 bog‘lanishlar 90 0 burchak ostida yo‘nalish Molekulalar o‘z geometrik tuzilishiga qarab sferik (s), to‘g‘ri burchakli (p), chiziqli (sp), planar (sp 2 ), teatdaedrik (sp 3 ), planar kvadratik (sp 2 d), oktaekdrik (sp 3 d 2 ) bo‘lishi mumkin. Boshqacha holler ham bo‘lishi mumkin. Bog‘ hosil qiluvchi elektronlarning qanday AO larni turganligiga qarab molekulalar turli fazoviy tuzilishga ega bo‘ladi. Bunday masalalarni stersoximiya o‘rganadi. Juft bog‘lar bilan bog‘langan uglerod atomlari asitilen kabi chiziqli yoki etilen kabi planar molekulalarni hosil qiladi. Benzol va naftalin molekulalari ham planardir, chunki ularda sp 2 xilidagi gibridlanish mavjud. Bunday fazoviy tuzilish o‘z navbatida aromatiklikni ta’minlaydi. n – bog‘larini hosil qiluvchi va 2p orbitallarda joylashgan r – elektronlar o‘zaro to‘la – to‘kis qoplanadi. Bunday qoplanishning butun xalqa bo‘yicha ro‘y berishi aynan aromatik likni belgilaydi. Siklooktatetrayenda n- bog‘lari o‘zaro fazoda joylashganligi uchun ular qoplasha olmaydi. Aromatiklik ro‘yobga chiqaolmaydi. Sikloalkanlarda "vanna" va "kreslo"-konformatsiyalarining paydo bo‘lishi ham bu konformatsiyalar osonlik bilan bir –biriga o‘tib turadi. Ammo potensial to‘siqning qiymati katta bo‘lsa, molekulalarning kinetic energiya zapasi uni yengib o‘tishga yetmaydi va konformatsiyalar o‘zaro barqaror bo‘ladi. Molekulalardagi atomlarning joylashishi ma'lum simmetriyaga ega. Mazkur sistemaning simmetriya xilini bilish molekulaning fazoviy buzilishini, turli (optik, elektrik va boshqalar..) xossalarini aniqlash, analiz qilish va oldindan aytib berish uchun xizmat qiladi. Simmetriya elementlarini aniqlash to‘g‘risidagi gap yuritilayotgan paytda molekularni nuqtaviy kattaliklarga ega bo‘lgan sistema deb qaralishi mumkin. Simmetriya operatsiyasi deb, shunday matematik operatsiyaga aytiladiki, uni amalga oshirish natijasida molekulaning konfiguratsiyasi van a xususiyatlari o‘zgaradi. Asosiy simmetrik operatsiyalariga aylantirish, aks ettirish kiradi. 44 Simmetriya tekisligi deb, molekula bu tekislikda aks ettirilganda uning holati o‘zgarmay qoladigan tekislikka aytiladi. Masalan, suv molekulasi bitta simmetriya tekislikga ega. Molekulasi esa bir –biriga perpendikulyar bo‘lgan ikkita simmetriya tekisligiga ega. Simmetriya tekisligi b –orqali belgilanadi. Simmetriya elementining ikkinchi hili – aylanish o‘qidir. Aylanishning simmetriya o‘qi deb molekulani ϕ burchakda burganda u o‘zini dastlabki xolatiga qaytishini ta’mirlovchi chiziqqa aytiladi. Simmetriya o‘qi har hil bo‘ladi. O‘qining har biriga molekulani 360 0 ga aylantirganda u necha marta o‘z dastalari holatiga ayniy holatga o‘tishini ko‘rsatadi. Suv molekulasi ikkinchi tartibli simmetriya o‘qiga ega. Simmetriya o‘qi C xarfi bilan ifodalanadi, indeks sifatida uning tartibi ko‘rsatiladi. C n – n – chi tartibli simmetriya o‘qi. Suv uchun n= 360/180=2. ammiak molkulasi uchun n=3 ga teng: 360/180=3 va h.k. NH 3 molekulasida C 3 dan tashqari yana 3 ta simmetriya tekisligi bo‘lib, ular NH bog‘lari va qarama – qarshi tomondagi katetning yarmi orqali o‘tadi. Uchinchi xil simmetriya element –simmetriya markazidir. Material nuqtalar sistemasining simmetriya markazi deb barcha nuqtalarni aks ettirgan paytda sistemaning holati dastlabki holatga o‘xshash bo‘lishini ta’minlaydigan nuqtaga aytiladi. Trans -1,2 – dixloretilenning simmetriya markazi bor, dis 1,2 – dixloretilen esa simmetriya markaziga ega emas. S immetriya markazi i harfi bilan ko‘rsatiladi. Molekulada bo‘lishi mumkin bo‘lgan simmetriya elementlaridan yana biri “burib aks ettirish” simmetriya elementidir. Buning uchun molekulani avval ma’lum ϕ burchagiga buramiz va so‘ngi struktura elementlarini ma’lum tekislikda aks ettiramiz. Ichki aylanish molekulalar ichida ro‘y beradigan hodisalardan bittasidir. Ichki aylanish deb molekulaning ayrim bo‘laklarini ya’ni atomlar guruhlarini ichki kinetic energiya hisobiga guruhlarni o‘zaro bog‘lab turuvchi kimyoviy bog‘lar (bular albatta b bog‘lar bo‘lishi kerak) atrofida bir –biriga nisbatan aylanishiga aytiladi. Aylanish davomida bu guruhlar ma’lum qiymatga ega bo‘lgan potinsial 45 to‘sqinni yengib o‘tish kerak. Agar potinsial to‘sqining energiyasi 3 kk al yaqin bo‘lsa, aylanish ozod kechadi. Bunga etan molekulasidagi metal guruhlarining bir –biriga nisbatan aylanishi misol bo‘ladi [19] . Agar potinsial to‘siqning qiymati uchtadan katta bo‘lsa, aylanish tormozlangan bo‘ladi. Buni 1,2 – dixloretan molekulasi misolida ko‘rish mumkin. Agar potinsial bar’or 5 dan katta bo‘lsa, aylanayotgan guruhlarda fazoviy to‘siqlar mavjud bo‘lsa, hatto birlamchi bog‘ atrofida ham aylanish ta’qiqlangan bo‘ladi. Bunday hollarda guruhlar bog‘lar atrofida 5 – 20 0 buriladilar xolos. Molekulaning bunday konformatsiyasi barqaror bo‘lib, molekula “qattiq” sistema deb qaralishi mumkin. Ichki aylanish ayniqsa polimerlar uchun katta ahamiyatga ega bo‘lgan hodisadir. Poliakrilonitril, polikarbonatlar, polivinilxlorid kabi polimerlar qattiq zanjirli polimerlar bo‘lib, ular ekspluatatsiya vaqtida plastifikatsiya qilishni talab qiladi. Molekulyar orbitallar usuli. Valent bog‘lanishlar usuli, elektron orbitallarning gibridlanish usuli bilan uyg‘unlashgan holda turli tuman moddalarning tuzilishi, molekuladagi valent bog‘larning yo‘nalishi, molekulalarning geometriyasini juda ko‘p moddalar uchun to‘g‘ri tushuntiradi. Valent bog‘lanishlar usuli quyidagi kamchiliklarga ega: - ba’zi moddalarda elektron juftlar yordamisiz bog‘lanish yuzaga kelib chiqadi. Masalan, XIX asrning oxirida Tomson molekulyar vodorod ionini vodorod ( H 2 + ) molekulasini elektronlar bilan bombardimon qilib oldi. Bunga asoslanib 2 yadro bir-biri bilan birgina elektron yordamida bog‘lana oladi degan xulosa kelib chiqadi [ 16,18 ]. -tarkibida toq elektronlar bo‘lgan moddalargina magnitga tortiladi. Kislorodni valent bog‘lanishlar usuliga asoslanib unda toq elektronlar borligini ko‘rsata olmaymiz. Lekin kislorod qattiq holda magnitga tortiladi. Buni valent bog‘lanishlar usuli tushuntirib beraolmaydi. - erkin radikallar tarkibida ham juftlanmagan elektronlar bo‘ladi. 46 - benzolga o‘xshash aromatik uglevodorodlarning tuzilishini valent bog‘lanishlar tushuntirib bera olmaydi. - molekula hosil bo‘lishida toq elektronlarning rolini ko‘rsatadigan nazariya 1932 yilda Xund va Malliken tomonidan yaratilgan bo‘lib, bu nazariya molekulyar orbitallar nazariyasi nomini oldi. Molekulyar orbitallar nazariyasini yaratishda atom orbitallarning tuzilishi haqidagi kvant-mexanik tasavvurlarni molekula tuzilishi uchun qo‘llash mumkin deb hisoblandi. Farqi shundaki, atom bir markazli (bir yadroli) sistema bo‘lsa, molekula ko‘p markazli sistemadir. Bu nazariyaga ko‘ra, har qaysi elektron molekuladagi barcha yadro va ko‘p markazli orbitallar ta’sirida bo‘lishi e’tiborga olinadi. Molekulyar orbitallar (MO) usulining bir necha variantlari bor. Atom orbitallarining chiziqli kombinasiya usuli (AOCHK) eng ko‘p qo‘llaniladi. Bu usulda elektronning molekulyar to‘lqin funksiyasi, o‘sha molekulani tashkil etgan barcha atomlardagi elektronlarning to‘lqin funksiyalaridan kelib chiqadigan chiziqli kombinasiya, ya’ni molekulyar orbitallarni tasvirlovchi funksiyalarni molekulani tashkil etgan atomning funksiyalarini bir-biriga qo‘shish va bir-biridan ayirish natijasida topiladi. 1.4.1-rasm. Ikki atomli molekulalarning molekulyar orbitallari: a, b - bog‘lovchi s-molekulyar orbitallar; g, c - bo‘shashtiruvchi s-molekulyar orbitallar; d- bog‘lovchi va e-bo‘shashtiruvchi p- orbitallar. Agar elektron bog‘lanayotgan atomlar yadrolaridan tashqarida joylashgan bo‘lsa, elektron bulut yadrolar orasida zichlana olmaydi, binobarin yadrolar bir-biridan 47 uzoqlashadi. Elektronning bunday holatiga bo‘shashtiruvchi orbital mos keladi. Bunday molekulyar orbitalda ikkita yadro oralig‘ida elektronlarning zichligi juda kichik bo‘ladi. Bunday orbital molekulaning turg‘unligini kamaytiradi [17]. Agar elektronning harakati simmetrik funksiya bilan ifodalansa, elektron buluti yadrolar orasida juda zich holatni egalllaydi, buning natijasida yadrolar bir-biriga tortiladi va ular o‘zaro birikadi. Bu orbital bog‘lovchi orbital deb atalib, bir xil zaryadga ega bo‘lgan zarrachalar - yadrolarni bir-biridan itarilishini kuchsizlantirib, kimyoviy bog‘lanishni kuchaytiradi (3-rasm). Molekulaning barqaror yoki barqaror emasligi uning tarkibidagi bog‘lovchi va bo‘shashtiruvchi elektron orbitallarning nisbiy miqdoriga bog‘liq bo‘ladi. Agar sistemada birgina bo‘shashtiruvchi orbital hosil bo‘lsa, u bir bog‘lovchi orbitalning ta’sirini yo‘q qiladi. Molekulyar orbitallar usulida molekula tarkibidagi elektronlarning o‘zaro ta’siri e’tiborga olinmaydi. Atomda har qaysi elektron orbital s, p, d, f harflar bilan ifodalangani kabi, molekulyar orbitallar ham s, p, l va j harflari bilan belgilanadi. Atom orbitaldagi elektronning energiyasi bosh va orbital kvant sonlarga bog‘liq bo‘lib, magnit kvant songa bog‘liq emas. Molekulyar orbitaldagi elektronning energiyasi ayni orbitalning yo‘nalishiga, ya’ni magnit kvant songa ham bog‘liq [23], chunki molekulada yadrolarni bir-biriga bog‘lab turgan yo‘nalish boshqa yo‘nalishlardan farq qiladi. Demak, molekulyar orbitallar usuli molekulalarning tuzilishi va xossalarini to‘g‘ri tushuntiradi. Molekulyar orbitallar usuli bir qancha afzalliklarga ega: bu usul har qanday yadrolar sistemasi va elektronlar barqarorligini tushuntira oladi; molekulyar orbitallar usuli molekulalarning va kompleks birikmalarning magnit va optik xossalarini to‘g‘ri tushunturadi; molekuladagi har bir elektronning holatini baholash imkoniyatini beradi. I bobga xulosa Bugungi kunda biologik faol moddalarda olib borilayotgan tadqiqotlar natijalari ko‘rsatdiki, ularda molekulalararo o‘zaro ta’sirlarni hamda uning 48 natijasida hosil bo‘ladigan molekulyar klasterlar tuzilishini tadqiq qilish, molekulyar spektroskopiyaning dolzarb vazifalaridan biri hisoblanar ekan. Shu sababli, bu bobda mo lekulalararo o‘zaro ta’sirlarning bugungi kundagi tasnifi, yorug‘likning sochilishiga doir ma’lumotlar, molekulalararo o‘zaro ta’sirlarning maxsus turi bo‘lgan vodorod bog‘lanish va uning kombinatsion sochilish spektrlarida namoyon bo‘ lishi batafsil o’rganildi . 49 II BOB . TAJRIBA VA HISOBLASH USULLARI VA QO‘LLANILADIGAN TAJRIBA QURILMASI § 2.1. “RENISHAW, InVia Raman Microscope” da sp е ktrom е trning tuzilishi va ishlash prinsipi Renishaw Invia Raman spektrometrida amalga oshirilgan. Bu spektrometr mineral va noorganik na’munalarni masalan: geologik na’munalar, yarim o‘tkazgichlar strukturasini aniqlash va tadqiqotlar uchun ideal hisoblanadi. Ushbu KS spektrometri to‘lqin uzunligi 448 va 532 nm bo‘lgan ikkita lazer bilan jihozlangan. Standart sozlangan holatda 2400 va 1200 shtrix/mm li difraksion panjara uchun 532 nm li (yashil) diodli lazer ishlatiladi. 2400 shtrix/mmli difraksion panjara bilan 532 nm to‘lqin uzunlikli, lazer ishlatiladi. Tajribalarda 1200 shtrix/mm davrga ega difraksion panjara, uyg‘otuvchi manba sifatida to‘lqin uzunligi 532 nm va quvvati 50 mVt bo‘lgan Spectrum Stabilized Laser Module lazeridan foydalanildi. Spektrlar Renishaw CCD Kamera detektori yordamida yozildi (2.1.1-rasm). 2.1.1-rasm. Renishaw Invia Raman spektrometrini tashqi ko‘rinishi. 50 Raman spektroskopiyasi kimyoviy turlarni aniqlash uchun kuchli vositadir. Boshqa spektroskopik usullarda bo‘lgani kabi, Raman spektroskopiyasi yorug'likning modda bilan ma'lum o‘zaro ta'sirini aniqlaydi. Xususan, ushbu uslub molekulyar tuzilmani o‘rganish uchun Stokes va Anti-Stokes tarqalishining mavjudligidan foydalanadi. Yaqin infraqizil (NIR) yoki ko‘rinadigan diapazondagi nurlanish molekula bilan o‘zaro ta'sir qilganda, bir necha turdagi tarqalish sodir bo‘lishi mumkin. Ulardan uchtasini shakldagi energiya diagrammasida ko‘rish mumkin . Avval lazer nuri kuchaytirilib Reley filtriga uzatiladi. Qaytaruvchi Reley filtrlari mikroskop orqali, na’munadan sochilgan yorug‘lik nurlarini tirqishga fokuslaydi. Keyin sozlovchi tirqishdan o‘tgan nurlar prizma yordamida difraksion panjaraga uzatiladi. Difraksion panjaradan qaytgan nurlar prizmadan qaytib linza yordamida detektorga fokuslanadi. Detektor esa nurni kompyuterga uzatadi va maxsus dasturlar yordamida sochilgan yorug‘lik nurlaridan lazer nurlari chastotasi ajratib monitor displeyiga uzatadi. 2.1.2-rasm. InViaRaman spektrometrining optik sxemasi 51 Spektrometr mikroskopli bo‘lib, mikroskop lazer nurini na’munaning ma’lum joylariga qaratadi, so‘ngra na’muna yuzasidan sochilgan yorug‘lik nurlarini to‘playdi va uni KS spektrometri orali yo‘naltiradi. Avval lazer nuri kuchaytirilib Reley filtriga uzatiladi. Qaytaruvchi Reley filtrlari mikroskop orqali, na’munadan sochilgan yorug‘lik nurlarini tirqishga fokuslaydi. Keyin sozlovchi tirqishdan o‘tgan nurlar prizma yordamida difraksion panjaraga uzatiladi. Difraksion panjaradan qaytgan nurlar prizmadan qaytib linza yordamida detektorga fokuslanadi. Detektor esa nurni kompyuterga uzatadi va maxsus dasturlar yordamida sochilgan yorug‘lik nurlaridan lazer nurlari chastotasi ajratib monitor displeyiga uzatadi (2.1.2-rasm). Tajriba davomida lazer nurlari na’munalar yuzasiga diametri 10 mkm bo‘lgan nuqtaga yo‘naltirilgan. Na’muna yuzasida nurlanish kuchi detektordagi signalga qarab o‘zgarib turadi. 50 marta kattalashtirishga ega obyektiv uyg‘otuvchi yorug‘likni fokuslash, shuningdek, sochilgan yorug‘likni yig‘ish uchun ishlatiladi bu esa kerakli to‘lqin uzunligi oralig‘ida o‘lchash imkonini beradi. Kompyuterga yozib olish vaqti 10 sekundni tashkil etadi. Tajriba natijalarini yanada aniqlashtirish, to‘ldirish va tahlil qilish maqsadida noempirik hisoblashlarning turli metodlari va dasturlaridan foydalanildi. InVia mikroskopi yuqori samarali Raman spektrometri bilan birlashtirilgan tadqiqot darajasidagi mikroskopni o‘z ichiga oladi. Uni ishlatish oson, lekin ajoyib ishlashni ta'minlaydi - yuqori signal o‘tkazuvchanligi, yuqori spektral aniqlik va barqarorlik bilan birgalikda - hatto eng qiyin o‘lchovlar uchun ishonchli natijalar beradi. inVia mikroskopining yuqori samarali optik dizayni materialning kichik izlaridan ham eng yaxshi Raman ma'lumotlarini ishlab chiqaradi. Agar siz diskret nuqtalardan boy, batafsil, kimyoviy tasvirlar va o‘ta aniq ma'lumotlarni oson va ishonchli tarzda yaratishingiz kerak bo‘lsa, inVia mikroskop siz uchun ideal tizimdir. Mavjud texnikalaringizni to‘ldiradigan qo‘shimcha kuchli imkoniyatlarga ega bo‘lish uchun Raman spektroskopiyasini qo‘shing. Tahlil kontaktsiz va buzilmaydi va tadqiqot darajasidagi optik mikroskop yordamida nozik kimyoviy tafsilotlarni ko‘rish imkonini beradi. 52 Qattiq kristalli kukunlar, keramika parchalari va shisha chiplari kabi boshqa texnikalar bilan qiyin yoki vaqt talab qiladigan materiallarni aniqlang, ular ozgina yoki hech qanday tayyorgarlik talab qilmasdan osongina tahlil qilinadi. § 2. 2 . Tadqiqot obyektini tanlash va moddalarni tajribaga tayyorlash Spirt yoki fen о llardagi О H guruh v о d о r о dining bir о r guruhga almashgan h о silalari efirlar deyiladi. Ushbu radikal tabiatiga b о g‘liq h о lda efirlar 3 х il bo‘ladi: 1) uglev о d о r о d radikali (CH 3 -, C 2 H 5 -, C 3 H 7 - kabi) saql о vchi о ddiy efirlar 2) n оо rganik kisl о talarning murakkab efirlari da kisl о r о dli n оо rganik kisl о ta q о ldig‘i (-NO, -NO 2 , -SO 3 H) bo‘ladi; 3) karb о n kisl о talarning murakkab efirlari da u karb о n kisl о ta q о ldig‘i, ya’ni atsil guruhi (CH 3 CO-, C 2 H 5 CO-, C 6 H 5 CO-) bo‘ladi. Karbon kislotalar va spirtlardan hosil bo‘lgan karbon kislota hosilalariga murakkab efirlar deyiladi [28] . Fizikaviy, ximiyaviy va biologik jarayonlarni tushunishda molekulalararo ta’sir kuchlari asosiy ro‘l o‘ynaydi. Bu ishda murakkab efirlar tarlibiga kiruvchi metil asetat moddasi tanlab olindi. Metil asetat (MA) meva hidli rangsiz shaffof suyuqlik bo‘lib, asosan bo‘yoq va laklar ishlab chiqarishda erituvchi sifatida ko‘plab sanoat va maishiy erituvchilarning tarkibiy qismi sifatida ishlatiladi [29]. Erituvchi va eritmaning o‘zaro ta’siri fizika va kimyoda keng miqiyosida o‘rganilib kelinib, bu eritmaning fizikaviy -k imiy o viy xususiyatlarini aniqlashda muhim soblanadi. Аmmo erituvchi va eritma jarayonlarini molekulyar darajada tushunish uchun faqatgina termodinamik jihatdan emas balki, ta’sirlashuv jarayonlaridagi dinamik xususiyatlarini ham bilish talab etadi [30]. Suv esa yaxshi erituvchi bo‘lib, eritmada suv protonodonor yoki protonoakseptor vazifasini bajaradi [31]. M olekulalararo o‘zaro ta'sirlar tabiatini o‘rganish maqsadida metilasetatning suv molekulasi bilan o‘zaro ta’siri o‘rganildi. 2.2.1-jadvalda metil asetatning fizikaviy-kimyoviy xossalari keltirilgan. 53 2.2.1-jadval. Metil asetatning fizikaviy-kimyoviy xossalari. # № О bek t Kimyo viy formul asi Struktura formulasi М , g / mol n t erish 0 С t qaynas h 0 С  ( D ) ρ (g / sm 3 ) 1 1 Metil asetat C 3 H 6 O 2 74 .1 1.361 -98 56 . 9 1.71 0 . 932 2 Suv H 2 O 18,01 1. 333 0 1 00 3.96 1. 0 § 2. 3 . Noempirik hisoblashlar dasturi hamda usullari Noempirik hisoblashlar taklif qilingan modelning o‘lchangan natijalar bilan adekvatligini ta’minlash uchun molekulyar sistemalarda ma’lum bir yaqinlashishlar oarqali Shredinger tenglamasining yechimini topish jarayoni deb qarash mumkin. Tajriba orqali olish mumkin bo‘lmagan, murakkab molekulyar tuzilmalarning va effektlarning xossalarini hisoblash uchun ko‘pincha noempirik hisoblashlar – «ab initio» (lotinchadan «Boshlang‘ich») qo‘llaniladi [33-36]. Bugungi kunda amaliyotda noempirik hisoblashlar uchun zamonaviy Gaussian dasturlarini qo‘llab yuqori darajadagi aniqlikga erishish mumkin. Gaussian ( gaussian ) – molekulyar modellashtirishning turli-tuman usullarini o‘zida mujassamlashtirgan molekulyar sistemalarning tuzilishi va xossalarini hisoblashga qaratilgan kompyuter dasturi. Bu dastur nobel mukofoti laureati Djon Poplo va uning tadqiqot guruhi tomonidan yaratilgan bo‘lib, bugungi kunda ham yangilanib kelinmoqda. Dasturning versiya lar i bir-biri dan farq qiladi. Dasturning foydalanishdan eng so‘nggisi Gaussian- 16 hisoblanadi [ 36 ]. Kvant mexanikasining fundamental qonunlariga (bu qonunlar to‘g‘risida yuqoridagi bo‘limlarda ma’lumotlarni qisman keltirib o‘tdik) asoslangan holda Gaussian molekulyar sistemaning gaz va kompleks holatlarida ham assosiy, ham uyg‘ongan holatlarida energiyasi, molekulyar tuzilishi va tebranish chastotlari, hamda bir qator molekula xossalari to‘g‘risida ma’lumot beradi. Bu dastur 54 molekulani o‘rganishda bir qancha sharoitlarni, qisqa vaqt yashovchi birikmalar va o‘tuvchi tuzilmalarni, tajribalarda kuzatish mumkin bo‘lmagan holatlarni hisobga olishi bilan bugungi kunda noempirik hisoblashlarda eng ko‘p qo‘llanilayotgan dastur hisoblanadi. Bundan tashqari, dastur foydalanuvchi uchun ham qo‘lay interfeysga va yuqori samaradorlikka egaligi bilan farq qiladi. Quyidagi 2.3.1- rasmda Gaussian dasturining umumiy oynasi ko‘rinishi keltirilgan: 55 2.3.1-rasm Gaussian dasturiy majmuaning asosiy imkoniyatlari quyidagilardan iborat:  Tadqiq qilinayotgan sistemaning molekulyar mexinika usullari, yarimempirik yaqinlashishlar, chegaralangan va chegralanmagan Xartri –Fok usuli yoradamida tuzilishini optimizasiya qilish va energiyasini hisoblash;  Korrelyasion energiyani hisobga olish imkoniyatiga ega bo‘lib, analitik gradiyentlar yordamida g‘alayonlanish nazariyasi, bog‘langan klasterlar, konfigurasion o‘z’aro ta’sir va boshqalar uchun enegiyani hisoblash;  Yuqori molekulyar sistemalarni modellashtirish;  Kuch doimiylarini RHF, UHF, DFT, RMP2, UMP2 va CASSCF usullar yordamida analitik hisoblash;  Molekulaning spektral xosslarini hisoblash;  Tadqiq qilinayotgan sistema uchun eritmaning ta’sirini hisobga olish imkoniyati va hakozo. Gaussian dasturiy majmuasining kamchiligi sifatida hisoblash vaqtining kattaligi va hisoblash apparatlariga bo‘lgan talabning yuqoriligini keltirish mumkin [32,33,36]. Hisoblashlar natijalari tadqiq qilinayotgan molekulalar (fazodagi yadrolar joylashishi) tuzilishi, elektron zichligi, molekula va uning tashkil etuvchilarining umumiy energiyasi va hakozolar to‘g‘risida juda keng sonli ma’lumotlar to‘plangan fayl ko‘rnishida bo‘ladi. Shuning uchun Gaussian dasturiy majmuasining hisoblash natijalarini tahlil qilish o‘rganish uchun maxsus dasturlar qo‘llaniladi. To‘lqin funksiyasi xususiy vektorlarning matrisasi ko‘rinishida beriladi. Bundan tashqari, o‘rganilayotgan molekulalarning boshqa fizik-ximik 56 xarakteristikalari ham energiyaning har yadro koordinatalari bo‘yicha n-tartibli hosila orqali aniqlangan bo‘lib, jadval va matrisalar ko‘rinishida beriladi. Shuning uchun ham hisoblashlar natijalarini tahlil qilish va ulardan foydlanish juda murrakab jarayon bo‘lib, juda qiyin masala hisoblanadi. Katta massiv ko‘rinishidagi natija fayllar bilan ishlash uchun maxsus interpretator-dasturlar ishlatiladi. Bu dasturlar natijalarni birinchi darajada tahlil qilish va natijalarni uch o‘lchamli fazoda grafik ko‘rinishida olish imkonini beradi. Bundan tashqari, keyingi hisoblashlar uchun kirish fayllarini tayyorlash mumkin [9,32]. Xuddi shunday dasturlardan eng ko‘p ishlatiladiganlaridan biri GaussView – dasturi imkoniyatlariga qisqacha to‘xtalib o‘tmoqchimiz. GaussView (www.gaussian.com) dasturi Gaussian dasturiy majmuasi yordamida amalga oshirilgan kvanto-ximik hisoblash natijalarini interpretasiya qiladi. Bu dasturning imkoniyatlaridan biri hisoblanayotgan brikmaning boshlang‘ich geometriyasini ineraktiv rejimda tayyorlash imkoniyatini berib, kirish faylini (Gauss Job File) hosil qilish va hisoblashlarni kuzatib borish imkoniyatini beradi. Dasturning ishchi oynalari quyidagi 2.3.2-rasmlarda keltirilgan: 2.3.2-rasm Endi qisqacha, noempirik hisoblashlarning xatoliklariga to‘xtalib o‘tsak, hisoblash natijalarini tajriba natijalari bilan taqqoslash jarayonida xatoliklar va yuqori aytib o‘tganimizdek, turli xil ko‘paytuvchilarni bilish muhim ahamiyatga ega. Barcha noempirik hisoblashlarda xatoliklar qisqa bazis to‘plamlarini qo‘llaganda oshib ketishi mumkin. Noempirik hisoblashlarda Xartri-Fok usulida 57 organik molekulalar uchun DZP yoki 6-31G*: dan kichik bo‘lmagan bazislar to‘plamida natijalarda quyidagi xatoliklar uchraydi [33-34]: - bog‘lanish uzunliklari 0,01 – 0,02 Å aniqlikda hisoblanadi; - elektron zichlik - 10%; - bog‘lanish uzunliklari va valent burchaklar - ~ 1 %; - konformatsion o‘tishlar (aylanish) energiyasi - < 2 kkal/mol; - tebranish chastotalari 10-12 % ga yuqori hisoblanadi. II bobga xulosa Tadqiqot ishini olib borishda tadqiqot ob’ektini va uni o‘rganish usulini tanlab olish muhim hisoblanadi. Shu sababli, bu bobda o‘rganilgan ob’ektlarni olishning usullari, fizikaviy-kimyoviy xossalari, hozirgi zamon sanoatida qo‘llanilishi va tadqiqot usuli hamda tajriba qurilmasi haqida nazariy ma’lumotlar batafsil keltirilgan. 58 III BOB. OLINGAN NATIJALAR VA ULARNING TAHLILI 3.1 Metil asetatda molekulalaro ta’sirlarni kombinasion sochilish spektrlari Bizga ma’lumki, suy u qliklar va ularning turli xil eritmalari murakkab sistemalar qatorida turadi, ayni vaqda suyuqliklarni o‘zi murakkab bo‘lib, uning tuzilishi anomal xossalari, molekulalararo vodod bog‘lanish va molekulyar manzarasi bo‘yicha hozirgi kungacha ilmiy tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Suyuqliklar va ularning aralashmalari oziq-ovqat va boshqa sanoat tarmoqlarida, shunindek, organizmlarning faoliyatida ham muhim o‘rin egallaydi. Shuning uchun suyuqliklarni o‘rganish masalasi hozirgi vaqtgacha dolzarbdir. Qo‘yilgan maqsadga erishish uchun biz suyuqliklardan metil asetat molekulalari uchun kombinatsion sochilish spektrlarini o‘rgandik. Fizikaviy, biologik va kimiyoviy jarayonlarni o‘rganishda molekulalararo ta’sir kuchlari asosiy rol o‘ynaydi [37-38]. Molekulalaro ta’sir kuchlari va molekulalararo vodorod bog‘lanishni o‘rganishda tebranish spektroskopiyasi va nazariy hisoblashlar bilan birgalikda o‘rganish, olingan tajriba natijalarini to‘liq asoslashga imkon beradi [39-43]. Metil asetat, xushbo‘y hid, ta’mi beruvchi sifatida oziq-ovqat sanoatida keng qo‘llaniladi. Ishlab chiqarishda, sanoatda erituvchi xususan, sun’iy charm ishlab chiqarishda keng qo‘llaniladi [44]. Turli molekulyar sistemalardagi vodorod bog‘lanishli komplekslarni o‘rganishda organik moddalardan efirlar katta qiziqish uyg‘otadi [45-49]. Chunki, efirlar ikkita proton-akseptor markazga ega bo‘lib, molekulalararo kuchsiz vodorod bog‘lanishda ishtirok etadi. Hozirda ekologiyaning yomonlashishiga asosiy sabablardan biri yoqilg‘i yonganda zararli gazlarning ajralib chiqshidir. Shu sababdan hozirda ekologik toza muqobili yoqilg‘i manbalarini topish asosiy vazifa hisoblanadi. Bunday yoqilg‘ilarga etilasetat qo‘shish yuqori samara beradi. Metilasetatning yuqori temperaturalarda yonish xusuiyati tajriba va hisoblashlar asosida o‘rganilgan. Bunday tadqiqotlar biyoyoqilg‘i olishni o‘rganishga 59 asoslangan [50]. [51] ishda metilasetatning Gaz fazasidagi IR spektri yordamida o‘rganilgan va spektral chiziqning maksimumlari siljiganligi aytilgan. Metil asetatning 100-4000 cm -1 Raman spektrlari Renishaw Invia Raman spektrometrida qayd etilgan. Uyg‘otuvchi yorug‘lik manbai sifatida to‘lqin uzunlikli 532 nm bo‘lgan lazer hamda davri 1200 lines/mm bo‘lgan difraksion panjaradan foydalanildi. Sochilgan yorug‘likni qayd qilish uchun standard Renishaw CCD Camera de tektordan ishlatilgan. Barcha hisoblashlar Zichlikning funksional nazariyasi (DFT) usuli yordamida Gaussian 09W dasturida amalga oshirilgan. DFT usuli, B3LYP gibrid funksional usuli bo‘lib, metil asetat monomer, dimer trimerlari va turli fizikoviy parametrlarini hisoblash uchun qulay hisoblanadi [52]. Ushbu ishda diffuz va qutblanish funksiyalarini o‘z ichiga olgan B3LYP funksional va 6-311++G(d,p) bazislar to‘plamidan foydalangan holda hisoblashlarni amalga oshirdik. Me til asetatning (MA) 100 cm -1 dan 4000 cm -1 oraliqdagi Raman sochilishi pektrlari qayd etildi va spektral chiziq bir qancha tebranish maksimumlariga ega. Bizga MA ni C=O tebranish polosasining spektral namoyon bo‘lishi qiziqarli bo‘lganligi uchun, aynan shu polosaning spektral tahlilini qarab chiqdik. Raman spektrlarida MA ning C=O to‘g‘ri keluvchi polosaning maksimumi tebranishiga 1736 cm -1 ga to‘g‘ri kelib (3.1.1a-rasm), bu esa [53] adabiyotda ko‘rsatilgan ma’lumotlarga mos keladi. 3.1.1b-rasmda esa MA ning noempirik hisoblash natijalari keltirilgan, bu yerda C=O valent tebranishga 1796 cm -1 polosa mos keladi. 1-rasmdan ko‘rinadiki tajriba va noempirik hisoblash natijalari bir-biriga mos keladi. C=O valent tebranishiga tegishli spektri keltirilgan. Bu tebranish polosasi maksimumi 1736 cm -1 ga to‘g‘ri kelib, spektral chiziqning yarim kengligi 17.7 cm -1 ni tashkil etadi. Rasmdan ko‘rinadiki polosa yuqori chastota tomondan assimetriyaga ega bo‘lib, bu polosaning murakkabligini bildiradi. Bunga asosiy sabab, suyuqlik tarkibida turli agregatlarning mavjudligidir. 3.1.2- rasmda MA ning umumiy Raman sochilish spektridan ajratib olingan Bizning fikrimizcha bu agregatlar suyuqlik tarkibidagi vodorod bog‘langan va bog‘lanmagan molekulalarga tegishli spektral chiziqlarning bir-biriga qoplanishi tufaylidir. 60 3.1.1-rasm. Toza Metil asetat molekulasining Raman spektrlari; a) tajriba va b) nazariy 3.1.2-rasm. Metil asetatning C=O valent tebranishi Raman sochilish spektri. 61 Hozirgi vaqtda noempirik hisoblashlar tajriba ma’lumotlarini to‘ldira oladiga n yoki amalda tajribada olish qiyin bo‘lgan ma’lumotlarni o‘rganish imkoniyatlarini yaratmoqda [ 54 ]. Ushbu spektral chiziqning murakkabligini tushuntirish va yanada to‘liqroq asoslash maqsadida noempirik hisoblash olib borildi. 3.1.3-rasmda hisoblashlar orqali topilgan metilasetat molekulalarining izolyatsiyalangan monomer, dimer va trimer molekulyar klasterlari keltirilgan. Noempirik hisoblashlar orqali, molekulalarning o‘zaro orientatsiyasi, bog‘ uzunliklari, tebranish chastotalari, zaryad taqsimotlari dimer, trimer hosil bo‘lish energiyalari aniqlandi. Hisoblashlar Gaussian 09 dasturida DFT usulida B3LYP/6-311++G(d,p) funksiyalar to‘plami negizida amalga oshirildi. Hisoblashlar yordamida metil asetat molekulasining monomer, dimer va trimerlarining elektrooptik parametrlari o‘rganildi. Hisoblashlar shuni ko‘rsatdiki, metil asetat ning molekulalari o‘zaro dimer hosil qilar ekan, dimer hosil bo‘lishida birinchi molekulaning C=O guruhidagi O 1 atomi qo‘shni molekulaning CH 3 -guruhidagi bitta vodorod H 20 atomi bilan va ikkinchi molekulaning C=O guruhidagi O 13 -atomi bilan birinchi molekulaning CH 3 -guruhidagi H 10 -atomi bilan vodorod bog‘lanishi orqali yopiq strukturali agregat hosil qiladi. Molekulalararo vodorod bog‘lanish yordamida metil asetat molekulalari yopiq strukturali dimer hosil qilar ekan, vodorod bog‘lanish bog‘ uzunliklari mos holda 2.656 Å va 2.428 Å ga teng (3.1.3 -rasm). Dimer hosil bo‘lish energiyasi 1 ,731 kkal/molni tashkil etadi . Vodorod bog‘lanishda ishtirok etayotgan vodorod va kislorod atomlarining zaryad taqsimotini o‘zgarganligini ko‘rish mumkin: H 20 +0,257 dimer holatida (+0,150 monomer) va O 1 -0,133 (-0,110 monomer). Metil asetat monomer holatida C=O tebranishga tegishli 1796 sm -1 polosa kuzatilgan bo‘lsa , dimer holatida 178 6 sm -1 va 179 6 sm -1 , trimer holatida esa 176 8 sm -1 , 177 9 sm -1 va 1779 sm -1 polosalar kuzatildi (3.1.4-rasm). 3.1.3-rasmning c) qismida metil asetatning trimerli klaster holati keltirilgan bo‘lib, uch xil tipdagi vodorod bog‘lanish hosil bo‘lar ekan: O 2 - H 19 - 2.367 Å , H 8 -O 24 -2.365 Å, O 13 -H 30 - 2.367 Å. Xuddi dimer holatiga o‘xshash 62 trimer holatida ham vodorod bog‘lanishda ishtirok etayotgan atomlarda zaryad taqsimotini o‘zgarishi kuzatildi. Trimer hosil bo‘lish energiyasi 5,075 kkal/molni tashkil etadi (3.1.1-jadval) . 3.1.3-rasm. Metil asetat molekulasining a)monomer, b)dimer va c)trimer molekulyar klasterlari. 63 3.1.4 -rasm. Metil asetat molekulasining Raman spektrlari (monomer;dimer; trimer) keltirilgan 3.1.1-jadval . Metil asetatning klasterlari uchun hisoblash natijalariStructurasi Bog‘ uzunligi (Å) ChastotaС=О, sm-1 (Raman aktivlik, A4/AM U) Qutbsizlanish koeffitsenti () С=О Dipol momenti, (Debay) M AO‘T energiyasi, kkal/mol Monomer 1796 7.5483 0. 2468 1.8938 - Dimer r(O 1 …H 22 )= 2.656 r(H 10 …O 13 )= 2.428 1796 1786 7.4950 10.2104 0.2614 0.2104 3.6682 1.731 Trimer r(O 2 …H 19 )= 2.367 r(H 8 …O 24 )= 2.365 r(O 13 …H 30 )= 2.367 1768 1779 1779 28.6148 6.0082 3.1635 0.0824 0.7016 0.6893 0.9953 5.075 64 3.1.5-rasm. Metil asetat monomer va MA+H 2 O sistemasining molekulyar elektrostatik potensial (MEP) sirti 3.1.5- rasmda MA molekulasidagi atomlarning elektron zichlik taqsimoti orqali olingan elektrostatik potensiali keltirilgan. Elektrostatik potensial sirtlar molekulaning hajmi, shakli, zaryad zichligi xususiyatlarini xarakterlaydi. Elektrostatik potensial darajasiga qarab, turli ranglarda ifodalangan. Qizil<sariq<yashil<ko‘k tartibda elektrostatik potensial oshishi tartibda ko‘rsatilgan. Rasmdan ko‘rish mumkinki, C=O bog‘ atrofidagi sirt qizil rangda ya’niy, eng kichik elektrostatik potensialga ega ekanligini bildiradi. 3.2 Metil asetat va uning suv molekulalari bilan hosil qilgan molekulyar kompleksini nazariy hisoblash tahlili Noempirik hisoblashlar orqali MA molekulalarining MA+(H 2 O) n , (n=1-5) suv molekulalari bilan molekulyar klasterlarining shakllanish mexanizmi hisoblab chiqildi. 3.2. 1 ( b) - rasmda MA+(H 2 O) 1 suv molekulasi bilan hosil qilgan dimeri keltirilgan. Dimer hosil bo‘lishida, MA ning O 2 atomi bilan suv molekulasining H 14 atomlari o‘rtasida H-bog‘lanish bog‘ uzunligi 1.921 Å va suv molekulasining O 12 atomi MA ning metil guruhidagi H 8 vodorod atomi bilan bog‘ uzunligi 2.570 Å bo‘lgan H-bog‘lanish tufayli yopiq strukturali dimer hosil bo‘ladi. Dimer hosil bo‘lish energiyasi 6.1 kkal/mol, dipol momenti 2.77 D. Dimerda bog‘langan C=O 65 tebranishga 1764 sm -1 polosa mos keladi va monomerga nisbatan 32 sm -1 ga pastga siljiydi. 3.2. 1-rasm. Metil asetatning suv molekulalari bilan hosil bo‘lgan komplekslarning optimal geometriyasi. 3.2.1(c)-rasmda MA+(H 2 O) 2 suv molekulasi bilan molekulyar klasterlari keltirilgan bo‘lib, bu erda MA ning ikkala O-atomlari H-bog‘lanishda ishtirok etadi. H -bog‘lanish uzunli klari O 2 ... H 1 4 -1.9 48 Å, O 1 ... H 17 -1.9 94 Å ga teng. Trimer hosil bo‘lish energiyasi 9.4 kkal/mol. MA+(H 2 O) 3 klasterli holatida (3.2.1d-rasm) MA ning C 4 =O 2 guruhidagi O 2 kislorod atomi ikkita suv molekulasi bilan H- bog‘lanishda ishtirok etadi va bog‘ uzunliklari O 2 ...H 14 -1.954 Å, O 2 ...H 19 -1.980 Å. C 4 -O 1 guruhidagi O 1 kislorod atomi esa uchunchi suv molekulasi bilan (O 1 ...H 17 - 2.047 Å) bog‘lanib, energiyasi 14.4 kkal/mol bo‘lgan yopiq strukturali klaster hosil 66 qiladi. Bunda C=O tebranish polasasi monomerga nisbatan 48 sm -1 ga pastga siljiydi (3.2.2-rasm) . MA ning 4 va 5 ta suv molekulalari bilan hosil qilgan klasterlarini qaraganimizda, bunda ham MA ning C 4 =O 2 guruhidagi O 2 -kislorod atomi ikkita suv molekulasi bilan, C 4 -O 1 guruhidagi O 1 -kislorod atomi bittadan suv molekulasi bilan H-bog‘lanishda ishtirok etishi kuzatildi. Klaster hosil bo‘lish energiyalari mos ravishda 22.0 va 32.5 kkal/mol ( 3.2. 1e,f-rasm), dipol momentlari esa 2.0 D va 3.7 D ga teng ekan . Bu yerdan shuni aytish mumkinki, MA molekulasi suv molekulalari bilan molekulalararo ta’sirda ishtirok etadi va suv molekulasini miqdori ortib borishi bilan kompleks hosil bo‘lish energiyasi ortib boradi bu esa kompleksni barqarorlashishini bildiradi. 3.2. 2-rasm. Metil asetat va suv klaster lari uchun nazariy hisoblashlardagi KS spektrlari . XULOSA 67 Ushbu ishda metil asetatdagi molekulyar klaster larning hosil bo‘lish mexanizmi Raman spektroskopiyasi va DFT hisoblash usuli yordamida o‘rganildi. Suyuq m etil asetatning 0-4000 sm -1 sohadagi Raman sochilish spektrlari murakkab bo’lib, bir nichta tebranish maksimumlarga ega. Suyuq m etil asetatning Raman spektridagi C=O valent tebranishiga tegishli spektral chiziq murakkab bo’lib, yuqori chastota tomondan assimetriyaga ega bu esa suyuqlik tarkibida turli agregatlarning mavjudligi tufaylidir. Hisoblashlar ko’rsatdiki, metil asetat molekulalari o‘zaro kuchsiz C-H...O vodorod bog‘lanishlar yordamida dimer va trimer komplekslarini hosil qiladi. Komplekslardagi molekulalararo o‘zaro ta’sir energiyalari mos ravishda 1,731 va 5,075 kkal/molni tashkil etadi. Dimer va trimer komplekslari hosil bo‘lishida, molekulalararo ta’sirlar sababli C=O tebranishga tegishli spektral chiziq monomerga nisbatan 10 va 28 cm - 1 ga past chastota tomonga siljishi kuzatildi. Hisoblashlar orqali MA molekulalarining MA+(H 2 O) n , (n=1-5) suv molekulalari bilan molekulyar kompleks larining shakllanish mexanizmi hisoblab chiqildi. Metil asetat molekulasi suv molekulalari bilan molekulalararo ta’sirda ishtirok etadi va suv molekulasini miqdori ortib borishi bilan kompleks hosil bo‘lish energiyasi ortib boradi bu esa kompleksni barqarorlashishini bildiradi. Metil asetat suv molekulalari bilan turli xil molekulyar klasterlar hosil qilib, bu bog‘lanish tufayli C=O valent tebranish polosasi past chastota tomonga siljir ekan. 68 Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati 1. Вукс М.Ф., Атоходжаев А.К., Тухватуллин Ф.Х. Крыло линии релеевского рассеяния света в жидкости и релаксационные явления // Современные проблемы физической химии. Том 5. М.: Изд. МГУ, 1970. с. 210-223. 2. Вукс М.Ф. Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах. Л.: Изд. ЛГУ, 1977. с. 318. 3. Собиров Л.М., Жураев Б.С. Молекуляр оптика, Самарканд, 2009. 4. Ландсберг Г . С . Оптика , Тошкент , « Ўқитувчи », 1981. 5. Ва л ькенштейн М.В. Строение и физические свойства молекул. – Москва, Ленинград, 1955, -638 С. 6. Краснова К.С. Строение вещества. -Москва, Высшая школа, 1995, -512 С. 7. Хабубиллаев П.К., Булавин Л.А., Погор e лов В.Е. , Тухватуллин Ф.Х., Лизенгиевич А.И., Отажонов Ш.О., Жумабаев А. “Динамика молекул в жидкостях”. Издателства Наук. Республики Узбекистан. 2009 г . 8. Краснов a К.С. Молекулы и химическая связь. “Высшая школа”. Москва 1984. C .156 9. Murodov G‘., Hushvaqtov H. Spektroskopiya asoslari. Toshhkent , “ Voris ” nashriyoti , 201 5 yil. 10. Н.Д.Соколов. Водородная связь. М.: Наука, 1981, -287 С. 11. Ельяшевич М.А.Б “Атомная и молекулярная спектроскопия”, 2001. 12. B.K.Prodic, K.Molcanov. The Nature of hydrogen bond: New iinsights into old theories. Acta Chim. Slov. 2008, 55, pp 692–708. 13. П . К . Хабибуллаев , Л . А . Булавин , В . Е . Погорелов , Ф . Х . Тухватуллин , А . И . Лезенгевич , Ш . О . Отажонов , А . А . Жумабаев . Динамик молекул в жидкостях . Ташкент , 2009. 14. Соколов Н.Д. Водородная связь. М.: Наука, 1981. с 287. 15. Шахпаронов М.И. Межмолекулярные взаимодействия. Москва: Знание. 1983. 64 с. 16. Бурштейн К.Я., Шорыгин П.П. Квантово-химические расчеты в органической химии и молекулярной спектроскопии. -М.: Наука, 1989. -104 C. 17. Кларк Т, “Компютерная химия”. - Москва. Изд. “МИР” 1990. -269 с. 18. Шорыгин П.П., Бурштейн К.Я. Применение методов квантовой химии при спектроскопических исследованиях органических соединений // Успехи химии. 1981. Т. 50, № 8. С. 1345-1375. 19. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия. Изд-ва “Мир” и “МГУ”, М., 2001, -518 C . 20. Мак-Вини Р., Сатклиф Б. Квантовая механика молекул. -М.: Мир, 1972. -380 C . 21. Дьюар М. Теория молекулярных орбиталей в органической химии. - М.: Мир, 1972. -590 C . 22. Давыдов А.С. Квантовая механика. Физматгиз, М. 748 с. (1963). 69 23. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. “Теория строения молекул”.- Москва. ВШ. 1979. -359 с. 24. Pople A., Head-Gordon M., Fox D.J., Raghavachari K. and Curtiss L.A. Gaussian-1 theory: A general procedure for prediction of molecular energies. //J. Chem. Phys. 1989. 90, p.5622. 25. Parr R.G., Yang W. Density Functional Theory of atoms and molecules. Oxford University, Press, Oxford, 1989 26. Frish M.J, Head-Gordon M, Pople J.A. Direct analytic SCF second derivatives and electric field properties // J. Chem. Phys. 1990, 141, pp. 189- 196. 27. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. Gaussian 98. – Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1998. 28. Abdulatif Abdusamatov. Organik kimyo: Oliy o ‘quv yurtlari uchun darslik. - Т.: «Talqin», 2005. — 408 b. 29. Riemenschneider, Wilhelm; Bolt, Hermann M. "Esters, Organic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley- VCH. doi : 10.1002/14356007.a09_565.pub2 30. Lev Chuntonov, Ileana M. Pazos, Jianqiang Ma, Feng Gai, Kinetics of Exchange between Zero, One, and Two-Hydrogen-Bonded States of Methyl and Ethyl Acetate in Methanol , J. Phys. Chem. B 2015, 119, 4512 − 4520 , doi: 10.1021/acs.jpcb.5b00745. 31. F . H . Tukhvatullin, V . Ye . Pogorelov, A . Jumabaev, H . A . Hushvaktov, A . A . Absanov, A . Usarov , Polarized components of Raman spectra of O–H vibrations in liquid water. Journal of molecular liquids , Volume 160, Issue 2 , 1 May 2011, Pages 88-93 , https://doi.org/10.1016/j.molliq.2011.02.015 32. Christopher J. Cramer. Essentials of Computational Chemistry. England, 2004. 33. D.J.Bekchanov, R.A.Eshchanov, A.X.Xaitbayev, A.G.Eshimbetov. Kompyuter kimyosi. Toshkent, 2020. 34. J.B.Foresman, A.Frisch. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods. Third Edition. USA, 2015. 35. N.Q.Muhammadiyev. Kimyoyiy birikmalar tuzilishi ya xossalarini matematik modellash. Toshkent, 2016. 36. Е.В.Бутырская. Компьютерная химия: основы теории и работа с программами Gaussian и GaussView. Москва, 2011. 37. I.G. Kaplan, Intermolecular Interactions: Physical Picture, Computational Methods and Model Potentials, John Wiley & Sons Ltd, (2006) 38. A. Stone, The Theory of Intermolecular Forces, 2nd Edition., Oxford University Press, (2013) 39. A. Jumabaev, B. Khudaykulov, I. Doroshenko, H. Hushvaktov, A. Absanov. Raman and ab initio study of intermolecular interactions in aniline. Vibrational Spectroscopy , 122 , 103422. (2022) https://doi.org/ 10.1016/j.vibspec.2022.103422 70 40. A. Jumabaev, H. Hushvaktov, I. Doroshenko, A. Absanov, G. Sharifov. Role of intermolecular interactions in formation of molecular clusters in liquid nitromethane and its solutions. Molecular Crystals and Liquid Crystals , 749 (1), 132-139. (2022) https://doi.org/10.1080/15421406.2022. 2068479 41. H. Hushvaktov, A. Jumabaev, I. Doroshenko, A. Absanov. Raman spectra and non-empirical calculations of dimethylformamide molecular clusters structure. Vibrational Spectroscopy, 117, 103315. (2021) https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2021.103315 42. H. Hushvaktov, B. Khudaykulov, A. Jumabaev, I. Doroshenko, A. Absanov, G. Murodov. Study of formamide molecular clusters by Raman spectroscopy and quantum-chemical calculations. Molecular crystals and liquid crystals. vol. 749, NO. 1, 124–131 (2022) https://doi.org/10.1080/15421406.2022.2068478 43. Yu. Zhou, Zonghua Wang, Shida Gong, Zhiwu Yu, Xianzhen Xu, Comparative study of hydrogen bonding interactions between Nmethylacetamide and Methyl Acetate/Ethyl Formate. Journal of Molecular Structure 1173. 321e327, (2018) https://doi.org/10.1016/j.molstruc. 2018.07.012 44. G.V Buxton, J. Wang, G.A Salmon. Rate constants for the reactions of NO 3•, SO 4•− and Cl• radicals with formate and acetate esters in aqueous solution. Physical Chemistry Chemical Physics , 3 (13), 2618-2621. (2001) DOI : 10.1039/b101932p 45. M.A. Natal-Santiago, M. Hill Josephine, J.A. Dumesic. Studies of the adsorption of acetaldehyde, methyl acetate, ethyl acetate, and methyl trifluoroacetate on silica, J Mol Catal A Chem, 140, 2, 199-214. (1999) https://doi.org/10.1016/S1381-1169(98)00231-3 46. G. Arivazhagan, R. Shanmugam, A. Elangovan. Molecular interaction study of the diisopropyl ether–propionic acid mixture by spectroscopic and dielectric studies, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 81, 1, 172-177. (2011) https://doi.org/10.1016/ j.saa.2011.05.097 47. B.G. Oliveira, R.C.M.U. Araujo, A.B. Carvalho, M.N. Ramos, DFT calculations on the cyclic ethers hydrogen-bonded complexes: Molecular parameters and the non-linearity of the hydrogen bond, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 68, 3, 626-631. (2007) https://doi.org/10.1016/j.saa.2006.12.038 48. P. Sivagurunathan, K. Dharmalingam, K. Ramachandran, Molecular interaction studies of acrylic esters with 1-alcohols, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 64, 1, 127-129 (2006) https://doi.org/10.1016/j.saa.2005.07.005 49. A. Mahendraprabu, T. Sangeetha, P.P. Kannan, N.K. Karthick, A.C. Kumbharkhane, G. Arivazhagan, Hydrogen bond interactions of ethyl acetate with methyl Cellosolve: FTIR spectroscopic and dielectric relaxation 71 studies. Journal of Molecular Liquids. 301, 112490. (2020) https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.112490 50. W. Sun, T. Tao, R. Zhang, H. Liao, C. Huang, F. Zhang, X. Zhang, Y. Zhang, B. Yang. Experimental and modeling efforts towards a better understanding of the high-temperature combustion kinetics of C 3 –C 5 ethyl esters, Combustion and Flame 185, 173–187. (2017) http://dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2017.07.013 51. T.K. Ha, C. Pal, P.N. Ghosh. Ethyl acetate: Gas phase infrared spectra, ab initio calculation of structure and vibrational frequencies and assignment. Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy , 48 (8), 1083-1090. (1992) 52. M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, at all. Gaussian 09 (Gaussian, 2009), Re-vision A.02.(2009) 53. P. Neelakantan. Raman spectra of liquid mixtures (cyclohexanol and methyl acetate). In Proceedings of the Indian Academy of Sciences-Section A (Vol. 57, No. 6, pp. 330-336). New Delhi: Springer India. (1963) 54. A.S. Malgorzata, M. Labuda, J. Guthmuller, M. Hubin-Franskin, J. Delwiche, S.V. Hoffmann, N.C. Jones, N..J. Mason, P. Limao-Vieira. Electronic state spectroscopy by high-resolution vacuum ultraviolet photoabsorption, He(I) photoelectron spectroscopy and ab initio calculations of ethyl acetate. The European Physical Journal, 70. (2016) https://doi.org/138 10.1140/epjd/e2016-70239-9 72

Metil asetat molekulasida molekulyar komplekslar hosil bo‘lish mexanizmni o‘rganish MUNDARIJA Kirish ……………………………………………………… ….. …………… 4 I BOB . NAZARIY QISM § 1.1. Suyuqliklarda molekulyar jarayonlar va ularning kombinatsion sochilish spektrlarida namayon bo‘lishi……………………………. 8 § 1. 2 . Molekulalararo o‘zaro ta’sir va ularning tebranish spektrida namoyon bo‘lishi…………………………………………………. 23 §1.3. Molekulalararo vodorod bog‘lanish va vodorod bog‘lanishli komplekslarning umumiy xarakteristikasi ……... ............................ 30 §1. 4 . Molekulalararo vodorod bog‘lanishni nazariy hisoblashlar yordamida o‘rganish……………………………………………….. 36 II BOB . AMALIY QISM § 2.1. <<RENISHAW, InVia Raman Microscope >> da sp е ktrom е trning tuzilishi va ishlash prinsipi...................................... 51 § 2.2. Tadqiqot obyektini tanlash va moddalarni tajribaga tayyorlash….... 54 § 2 .3. Noempirik hisoblashlar dasturi hamda usullari……………………. 55 III BOB . OLINGAN NATIJALAR VA ULARNING TAHLILI § 3.1. Metil asetatda molekulalaro ta’sirlarni kombinasion sochilish spektrlari…………………………………………………………… 59 § 3. 2. Metil asetat va uning suv molekulalari bilan hosil qilgan molekulyar kompleksini nazariy hisoblash tahlili………………… 65 1

Xulosalar ……………………..….....….……… …………………. 68 Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati …………… ….. ………… 69 KIRISH Ishning dolzarbligi: Tabiatdagi barcha moddalar mayda zarralardan, ya’ni atom va molekulalardan tashkil topgan bo‘lib, ular o‘zaro ta’sirlashib turadi. Molekulalararo o‘zaro ta’sirlar ichida molekulalararo vodorod bog‘lanish muhim o‘rin egallaydi. Molekulalararo vodorod bog‘lanish molekulalarning tebranma spektrida yaqqol namoyon bo‘ladi. Bu esa muhitlar strukturasi va xossalari to‘g‘risidagi ma’lumotlarni o‘rganish imkonini beradi. Molekulalararo vodorod bog‘lanishni o‘rganishda ko‘plab usullar mavjuddir. Bu usullardan biri yorug‘likning kombinatsion sochilish usulidir. Yorug‘likning kombinatsion sochilish usuli moddaning molekulyar tuzilishini tadqiq etishning muhim usuli hisoblanadi. Molekula tebranishlarining xususiy chastotalari bu usul yordamida osongina aniqlanadi. Bu usul molekula simmetriyasining xarakteri, molekulalar ichida ta’sir qiladigan kuchlarning kattaligi va umuman molekulyar dinamikaning o‘ziga xos tomonlari to‘g‘risida fikr yuritishga imkon beradi. Molekulalararo vodorod bog‘lanish hayotning muhim tarkibiy qismi hisoblangan suvning va boshqa suyuqliklarning zarrachalari orasidagi ta’sirini vujudga keltiradi. Toza suyuqliklar va ularning eritmalarini amaliyotda qo‘llanilishi tufayli ularning hossalarini chuqur o‘rganish zaruruiyati paydo bo‘ladi. Bizga ma’lumki, suyukliklar va ularning turli xil eritmalari murakkab sistemalar qatorida turadi, ayni vaqtda suyuqliklarning o‘zi murakkab bo‘lib, uning tuzilishi, anomal xossalari, molekulalararo vodorod bog‘lanishi va molekulyar manzarasi bo‘yicha hozirgi kungacha ilmiy tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Suyuqliklar va ularning aralashmalari oziq-ovqat va boshqa sanoat tarmoqlarida, shuningdek, organizmlarning faoliyatida ham muhim o‘rin egallaydi. Shuning uchun suyuqliklarni o‘rganish masalasi hozirgi vaqtgacha dolzarbdir. Shu maqsadda biz suyuqliklardan metil asetat molekulasi tanlab olindi 2

Tadqiqot obyekti: Molekulalararo vodorod bog‘lanish hosil bo‘lishining spektorskopik namoyon bo‘lishi hali to‘lig‘icha o‘rganilmagan. Bitiruv ishida tadqiqotlar metil asetat molekulasi hamda uning eritmalarida tajribalar otkazildi. Kombinasion sochilish spektrlari va noempirik hisoblashlar molekulyar agregatlar hosil bo‘lish mexanizmlarini tushuntirishda mavjud bo‘lgan muammolarni yechish uchun xizmat qiladi. Ishning maqsadi va vazifalari: Kombinatsion sochilish spektrlari va noempirik hisoblashlar orqali metil asetat molekulasi hamda ularning eritmalari misolida molekulalararo vodorod bog‘lanishning tebranish spektral namoyon bo‘lishi haqida yangi ilmiy ma’lumotlar olish va ularni noemperik hisoblashlar orqali to’ldirish hamda yangi ma’lumotlar olishdan iborat. Ushbu ishni amalga oshirishda quydagi vazifalar qo‘yildi : • Bitiruv ishida tanlangan moddalar bo’yicha yangi ilmiy adabiyotlar topish va ularni tahlil qilish; • Laboratoriyadagi mavjud spektral qurilmani ishlash prinsipini o’rganish va tajribalar olib borish; • Metil asetatda molekulalararo o‘zaro ta’sir tabiatini va ularning spektral namoyon bo‘lishi tajriba natijalaridan foydalanib o‘rganish; • Metil asetat va uning protonodonor hususiyatiga ega bo’lgan suv bilan eritmasida molekulalararo ta’srirlarning spektral namoyon bo‘lishini o‘rganish; • Metil asetatning monomer, dimer va suv molekulalari bilan hosil qilgan komplekslarida molekulalararo ta’sirlarni noemperik hisoblashlar yordamida o‘rganish; Tadqiqot usuli: yorug‘likning kombinatsion sochilishi, noemperik hisoblashlar DFT usullari. Tadqiqot ishining ilmiy - amaliy ahamiyati: 3

Bitiruv ishi mavzusi bo‘yicha bunday tadqiqotlar fundamental xarakterga ega, optika va molekulyar fizikaning muammoli masalalarini yechishga qaratilgan, ya’ni – moddaning suyuq holatida molekulalar agregasiyasi masalalasini yechish, Moddalaring asosiy xususiyatlarini va fizik tabiatini o‘rganishda molekulalararo ta’sir katta rol o‘ynaydi. Kombinatsion sochilish spektrlarini o‘rganish esa xuddi shu moddaning tarkibida qanday kimyoviy elementlar borligini emas, balki, elementlarning atomlari qanday qilib molekulaga guruhlanishini ham ko‘rsatadi. Bu usul sanoatda, masalan, oziq ovqat sanoatida va kimyoviy erituvchilar va boshqalaming tarkibini aniqlashda keng qo‘llaniladi. Bundan tashqari suyqliklaming dinamik-tuzilish xarakteristikalarini aniqlashda, komplekslar hosil bo‘lish jarayonini o‘rganishda amaliyotda o‘z tadbiqini topadi. Olingan natijalar optika va molekulyar fizikaning muammoli masalalarini yechishga qaratilgan, ya’ni – moddaning suyuq holatida molekulalar agregatsiyasi masalalasini yechish, moddaning makroskopik xossalarini aniqlashda agregatsiyalar o‘rnini aniqlash muhim hisoblanadi. bunday tadqiqotlar tirik organizmlar faoliyati jarayonida molekulyar agregasiyalar molekulalararo vodorod bog‘lanish rolini chuqurroq tushunishiga olib keladi . BITIRUV ISHINING ASOSIY MAZMUNI Bitiruv ishim tarkiban kirish, uchta bobdan iborat bo‘lib xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat. Bitiruv ishim 79 varaq , 15 ta rasm, 5 ta jadval va 54 nomdagi foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat . Kirish qismida bitiruv ishining umumiy tavsifi berilgan va suyuqliklarda yorug‘likning kombinatsion sochilishi, molekulalararo vodorod bog‘lanishni o‘rganishga ta’lluqli adabiyotlardan foydalangan hamda, ishning dolzarbligi, ishning maqsadi va vazifalari, muammoning ishlab chiqilish darajasi, tadqiqotning ilmiy yangiligi, tadqiqot predmeti va uni ekspermentga tayorlash, tadqiqot obyekti, tadqiqot usuli, tadqiqot olib boorish uchun mexanizm, tadqiqot ishining ilmiy - amaliy ahamiyati keltirilgan. 4

Birinchi bobda molekulalararo o‘zaro ta’sirlarning, kombinatsion sochilish spektri, vodorod bog‘lanishlarni o‘rganishda hozirda olib borilayotgan tadqiqotlar ga va natijalari. Ikkinchi bobda tajriba va hisoblash usullari va qo‘llaniladigan tajriba qurilmasi (RENISHAW, inVia Raman Microscope) tadqiqot uchun tanlangan modda va bu moddaning amaliy ahamiyati strukturasi, tebranishlar soni , Kambinatsion sochilish spektrlarini qayd qilish qurilmasi va kvanto-ximik hisoblashda qo‘llaniladigan ( GAUSSIAN – 09) dasturi va usullar keltirilgan. Uchinchi bobda metil asetatning erituvchi vazifasida suv bilan olingn tajriba natijalari, metil asetatning suv bilan hosil qilgan kompleksi keltirilgan bo‘lib, metil asetatni toza holda suvli eritmalarining kombinatsion sochilish spektrlarida namoyon bo‘lishi va molekulalararo vodorod bog‘lanishning hosil bo‘lishi o‘rganilgan, bog‘ uzunliklari, zaryadlar taqsimoti, tebranish chastotalari va kompleks hosil bo‘lish energiyalariga to‘xtalib o‘tilgan. 5

O'xshashlar

MELANINNING BA’ZI d-ELEMENTLAR IONLARI BILAN KOMPLEKSLAR HOSIL QILISHINI O’RGANISH
BA’ZI OKSAZIN BO‘ YOQLARI ERITMALARIDA AGREGATSIYA JARAYONLARINI SPEKTROSKOPIK O‘RGANISH
Diazobirikmalar
KVANTO-XIMIK HISOBLASHLAR ORQALI DIMETILSULFOKSID VA UNING ERITMALARIDA MOLEKULAR AGREGATSIYALARNI O’RGANISH
Kvanto-ximik hisoblashlar orqali dimetilsulfoksid va uning eritmalarida molekulyar agregatsiyalarni o’rganish