계산화학(결과보고서)

소개글

계산화학(결과보고서)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

에 퀴즈를 치는 조가 제일 유리하다는 생각이 들었다.
공부를 열심히 안 하고 퀴즈를 못 봤으면 덜 억울할 건데 다른 부분의 공부를 열심히 하는 바람에 퀴즈를 잘 보지 못해서 처음에는 실험을 시작하려고 하니 별로 하고 싶은 생각이 들지 않았지만 다음 퀴즈를 기약하며 실험에 열중하였다. 그러나 실험 시작부터 스스로 할 수 있는 것은 아무것도 없었고 예비보고서에 나와 있는 대로 컴퓨터에 무엇을 클릭해라고 하면 클릭하고 무슨 글자를 입력하라고 써 있으면 그대로 따라할 뿐이었다. 어떤 것인지 모르고 무작정 따라만 하니깐 갑갑하였다. 그러다가 나중에는 예비보고서의 설명으로도 부족한 부분이 있어서 조교님의 도움을 받을 수 밖에 없었다. 이번 실험을 하면서도 느낀 것인데 빈말이 아니라 조교님께서 매우 친절하다는 생각이 또 들었다. 이제껏 나와 실험을 같이 했던 조교님들은 친절히 설명을 해 주거나 실험을 도와주지 않았었다. 박기현 조교(유기)나 노희복 조교(분석)와 같은 무뚝뚝한 조교들이어서 그런지 우리 조교님이 더욱 친절하게 느껴지는 것 같다.
아무튼 친절한 조교님의 설명을 듣고도 처음에는 이해가 가지 않았지만 Z-matrix를 몇 번 해 보니 어느 정도는 할 수 있게 되었다. 우리조가 실험을 했던 분자는 CH4 + CO → CH3CHO
의 반응식에 들어 있는 분자들이었는데 반응물인 CH4 나 CO 같은 분자는 원자수도 작고 구조도 흔히 알려진 구조이기 때문에 Z-matrix를 짜는 것이 그리 어렵지 않고 GaussView도 예쁘게 나온 것을 확인하였다. 그러나 생성물인 CH3CHO 은 이면각을 정하는 것이 너무 어려웠는데 자료를 아무리 찾아봐도 이면각에 대한 정보를 찾을 수가 없었다. 결국 우리가 스스로 해결하는 수 밖에 없었는데 여러 번의 시행착오를 거쳐 CH3CHO 의 구조도 만들었다. 그러나 정작 어려운 것은 Transition state였다. 우리 조는 생성물의 Z-matrix를 구성할 때도 애를 먹었기 때문에 Transition state의 Z-matrix를 짜는 것은 너무나 어려웠다.
아무리 해 보아도 되지 않아서 조교님의 도움을 다시 받을 수 밖에 없었다. 조교님의 조언을 듣고 어렵게 구조를 만들어 냈지만 산소분자의 각도가 조금 틀려서 또 다시 열심히 해 보았지만 이상하게 계속 error가 뜨는 것이었다. 시간이 늦어 조교님께서 직접 정확한 정보를 대입해 봐도 Gaussian이 실행되지 않았다. 결국 조교님께 조교님의 자료를 직접 받을 수 밖에 없었다. 그렇게 4시부터 8시까지 밥도 먹지 못 하고 컴퓨터만 하다 보니 머리가 어지러울 지경이었다. Transition state의 Z-matrix를 직접 하지도 못했고 퀴즈까지 못 치고 밖에는 비까지 내리고 있어서 기분이 조금 우울했었다.
실험은 그렇다 쳐도 이제 결과보고서를 작성하기 위해 Output으로 받은 자료를 살펴 보아야 하는데 조교님께서 가르쳐 줬던 방법이 빨리 생각나지 않아서 애를 좀 먹기도 하였다. 그리고 CH4 의 Output에는 계산해야 할 에너지가 나와 있지 않은 것이었다. 다시 메일로 조교님께 도움을 받았는데 Input에 freq을 입력하지 않았다는 것이었다. 확인을 해 보니 왼쪽과 같이 optimization은 실행시켰지만 frequency는 실행시키지 않았음을 확인할 수가 있었다. 내가 무엇을 잘못했는지 CCTV에 녹화가 되어 있는 것처럼 결과자료안에 모든 정보가 들어 있었다.
에너지를 계산하기 위해서 이것 저것 자료를 보면서 여러 가지를 계산해 보았는데 zero-point니 single-point니 하는 말은 들은 것 같은데 어떤 정보가 어떤 것을 의미하는지를 몰랐었다. 지난 주에 실험을 했던 학생에게 도움을 받은 후에야 Sum of electronic and zero-point Energies가 single-point energy와 zero-point energy의 차이라는 것을 알게 되었고 그래프도 완성할 수가 있었다. 그래프를 그리고 나니 화학시간에 자주 보았던 반응에 대한 에너지의 그래프임을 확인할 수가 있었다.
내가 컴퓨터를 능숙하지 못해서 인지는 모르겠지만 이번 실험은 이론적으로나 실제로 행함에 있어서 많이 어려웠다는 것을 느꼈다. 물론 Z-matrix에 대한 공부를 많이 하고 실험에 대비하거나 공간지각능력이 뛰어난 사람, 상상력이 풍부한 사람은 이 실험을 재미있게 할 것 같기도 하다. 이번 실험이 더욱 어렵게 느껴졌던 것이 지난 주에 했던 이슬점 측정실험이 너무 간단하고 쉬운 실험이어서 그랬는 지도 모르겠다. 그렇지만 우리가 스스로 구조를 만들어 그 구조를 입체적으로 보는 것은 신기하고 재미있었다. 그리고 물리화학이 어떤 것인지도 조금은 더 알게 되었고 그 맛만 보게 된 것 만으로도 좋은 일이라고 생각한다. 다음 주 부터는 본격적으로 시험기간에 들어서기 때문에 실험에 대한 퀴즈를 준비하는 것이 부담이 되기는 하지만 퀴즈준비도 열심히 해서 퀴즈도 잘 보고 싶고 다음 실험에 대한 예비도 준비잘해서 실험을 잘 끝낼 수 있었으면 한다.
★ 가우시안 명령어 조사 ★
< CalcFC >
Current method(available for the HF, MP2, CASSCF, DFT, and semi-empirical methods only)를 이용하여 소수점 첫째자리까지 계산된 force constant(힘에 대한 상수)를 나열한다.
< TS >
Berny algorithm을 이용해서 local 극소보다 transition state를 최적화한다.
< NoEigenTest >
EigenTest는 Berny optimizations에서의 곡률 테스트를 요하고 NoEigenTest는 이를 제한한다. 테스트는 오직 Internal coordinates(Z-matrix) 나 Cartesian coordinates에서의 transition states에 대해서만 자동적으로 행해진다. 때때로, transition state의 최적화는 테스트가 통과되지 않더라도 수렴된다. 그러나 NoEigenTest는 오직 광범위한 컴퓨터사용을 하는 transition state의 최적화에 대해서만 권고되어 진다.

키워드

COMPUTATIONAL CHEMISTRY,   계산화학,   결과보고서,   실험 보고서