• 대한화학회지
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• 제47권4호
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• pp.325-333
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• 2003

1,2-와 1,3-dioxetane$(C_2O_2H_4)$, 그리고 1,3-cyclodisiloxane$(Si_2O_2H_4)$에 대하여 높은 이론 수준에서 분자구조, 진동주파수, 그리고 에너지 등을 계산하였다. 위의 모든 분자들에 대하여 TZ2P CCSD(T)의 이론 수준까지 분자구조를 최적화 하였으며. 진동주파수는 여러 basis set에서 SCF 방법으로 계산하였다. 본 연구에서 최적화된 분자구조들에 대한 진동주파수가 모두 실수(real number)로 예측됨으로서, 제안된 모든 분자구조가 local minimum 구조임을 확인하였다. 1,2- 및 1,3-dioxetane들과 cyclodisiloxane이 두 분자의 aldehyde와 silanone으로 해리 될 때의 중합에너지를 zero-point vibrational energy(ZPVE)를 고려하여 계산하고, 안정성을 비교하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권6호
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• pp.817-823
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• 2003

We have performed ab initio calculation on the active site of HIV-1 protease. The FEP method was used to determine the binding free energy of four different of protonated states of HIV-1 protease with inhibitor. The structure of the active site and hole structure was taken from the X-ray crystallographic coordinates of the C₂ symmetric inhibitor A74704 protease bound. The active site was modeled with the fragment molecules of binding pocket, acetic acid/ acetate anion (Asp25, Asp125), formamide (amide bond of Thr26/Gly27, Thr126/ Gly127), and methanol as inhibitor fragment. All possibly protonated states of the active site were considered, which were diprotonated state (0, 0), monoprotonated (-1, 0),(0, -1) and diunprotonated state (-1, -1). Once the binding energy Debind, of each model was calculated, more probabilistic protonated states can be proposed from binding energy. From ab-initio results, the FEP simulations were performed for the three following mutations: Ⅰ) Asp25 … Asp125 → AspH25 … Asp125, ⅱ) Asp25 … Asp125 → Asp25 … AspH125, ⅲ) AspH25 … Asp125 → AspH25 … AspH125. The free energy difference between the four states gives the information of the more realistic protonated state of active site aspartic acid. These results provide a theoretical prediction of the protonation state of the catalytic aspartic residues for A74707 complex, and may be useful for the evaluation of potential therapeutic targets.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권3호
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• pp.839-844
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• 2014

The gas-phase radical-radical reaction $O(^3P)$ + $C_2H_5$ (ethyl) ${\rightarrow}$ $H(^2S)$ + $CH_3CHO$(acetaldehyde) was investigated by applying a combination of vacuum-ultraviolet laser-induced fluorescence spectroscopy in a crossed beam configuration and ab initio calculations. The two radical reactants $O(^3P)$ and $C_2H_5$ were respectively produced by photolysis of $NO_2$ and supersonic flash pyrolysis of the synthesized precursor azoethane. Doppler profile analysis of the nascent H-atom products in the Lyman-${\alpha}$ region revealed that the average translational energy of the products and the average fraction of the total available energy released as translational energy were $5.01{\pm}0.72kcalmol^{-1}$ and 6.1%, respectively. The empirical data combined with CBS-QB3 level ab initio theory and statistical calculations demonstrated that the title exchange reaction is a major channel and proceeds via an addition-elimination mechanism through the formation of a short-lived, dynamical addition complex on the doublet potential energy surface. On the basis of systematic comparison with several exchange reactions of hydrocarbon radicals, the observed small kinetic energy release can be explained in terms of the loose transition state with a product-like geometry and a small reverse activation barrier along the reaction coordinate.

• 대한화학회지
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• 제45권5호
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• pp.401-412
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• 2001

$H_{2n+1}^+$ (n=1~6) cluster들에 대하여 높은 수준의 순 이론적(ab initio) 양자역학적 방법을 사용하여 분자 구조, 진동 주파수(vibrational frequency), 그리고 해리 에너지 등을 계산하였다. 분자구조는 $H^+_g$까지는 TZ2P+ d CCSD(T) 수준에서 그리고 $H_{11}^+$과 $H_{13}^+$에 대해서는 TZ2P CCSD(T) 수준까지 최적화하였다. 진동 주파수는 여러 basis set에서 SCF 방법으로 계산하였으며, 본 연구에서 최적화된 모든 분자구조들이 local minimum 구조임을 확인하였다. $H_{2n+1}^+$로부터 $H_2$ 의 해리 에너지($D_e$)는 각각의 최적화된 분자구조에서의 에너지 차로부터 계산하였으며, 영점 진동에너지(ZPVE)를 고려하여, 지금까지의 이론 및 실험결과($D_0$)와 비교하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.428-429
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• 2011

Recently, we performed ab initio total energy calculation and tight-binding molecular dynamics (TBMD) simulation to study structures and the reconstruction of native defects in graphene. In the previous study, we predicted by TBMD simulation that a double vacancy in graphene is reconstructed into a 555-777 composed of triple pentagons and triple heptagons [1]. The structural change from pentagon-octagon-pentagon (5-8-5) to 555-777 has been confirmed by recent experiments [2,3] and the detail of the reconstruction process is carefully studied by ab initio calculation. Pentagon-heptagon (5-7) pairs are also found to play an important role in the reconstruction of vacancy in graphene and single wall carbon nanotube [4]. In the TBMD simulation of graphene nanoribbon (GNR), we found the evaporation of carbon atoms from both the zigzag and armchair edges is preceded by the formation of heptagon rings, which serve as a gateway for carbon atoms to escape. In the simulation for a GNR armchair-zigzag-armchair junction, carbon atoms are evaporated row-by-row from the outermost row of the zigzag edge [5], which is in excellent agreement with recent experiments [2, 6]. We also present the recent results on the formation and development of dislocation in graphene. It is found that the coalescence of 5-7 pairs with vacancy defects develops dislocation in graphene and induces the separation of two 5-7 pairs. Our TBMD simulations also show that adatoms are ejected and evaporated from graphene surface due to large strain around 5-7 pairs. It is observed that an adatom wanders on the graphene surface and helps non-hexagonal rings change into stable hexagonal rings before its evaporation.

• 전기화학회지
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• 제5권4호
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• pp.183-188
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• 2002

The structure of species formed in $NbCI_5-I-ethyl-3-methylimidazolium$ chloride (EMIC) room-temperature molten salt (RTMS) was examined with the Raman spectroscopic measurement and ab initio molecular orbital calculation. The equilibrium structures of $NbCl_5,\;NbCl_6^-,\;Nb_2CI_{10},\;Nb_2CI_{11}^-,\;Nb_3CI_6^-,\;NbCI_6^--EMI^+\;(in\;which\;NbCI_6^-$ anion approaches $EMI^+$ cation with strong interaction) and $Nb_2CI_{11}^--EMI^+$ were obtained with the HF/LANL2DZ level of calculation. The harmonic frequencies at each equilibrium structure were compared with Raman spectra. The harmonic frequencies of $NbCI_6^--EMI^+,\; Nb_2CI_{11}^--EMI^+,\;and\;Nb_2CI_{10}$ were in good agreement with the Raman spectra of RTMS melts. In the $NbCI_5-EMIC RTMS$, the main species were $NbCI_6^-\;and\;EMI^+$. In the $NbCl_5-EMIC$ RTMS added $NbCl_5\;over\;50mol\%$, small amount of $Nb_2CI_{11}^-\;and\; Nb_2CI_{10}$ were also formed. The structures of anions and cation in the RTMS distorted from free ions with Coulomb force.

• 대한화학회지
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• 제40권4호
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• pp.219-228
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• 1996

ab initio 방법을 이용하여 hexahydroxbenzene triscarbonate($C_9O_9$)와 이와 유사한 화합물($C_9O_9,C_9O_6S_3,C_9O_3S_9$)들의 평형구조(equilibrium geometry)와 에너지를 HF와 MP2 level에서 구하였다. 계산결과 이들 화합물은 모드 $C_{3v}$ bowl형 구조보다는 $D_{3h}$ 평면형구조가 더 안정함을 알 수 있었다. $HF/3-21G^*$ level에서 조화진동수(harmonic vibrational frequency)를 계산하였고 각각의 진동방식(vibrational mode)을 비교, 분석하였으며, $HF/63G^*$ level에서 구한 Mulliken population과 natural population을 이용하여 화합물들의 결합특성에 대하여 연구하였다. 또한 이들 화합물들의 열분해 의해서 생성되는 $C_6O_6$과 $C_6S_6$의 전자구조와 결합특성에 대한 연구를 HF와 MP2 level에서 하였다. 그리고 화합물들이 열분해하여 $C_6O_6,\;C_6S_6$, CO, 그리고 CS로 분리될 때의 필요한 에너지를 $HF/3-21G^*$ level에서 계산하여 열분해에 필요한 대략적인 에너지 장벽을 예상하여 보았다.

• 광물과 암석
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• 제34권2호
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• pp.121-131
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• 2021

마그네슘(magnesium; Mg)은 탄산염 광물이 침전된 과거의 환경 조건을 유추하기 위한 지화학 지시자로 활용되어오고 있다. Mg를 신뢰도 높은 지화학 지시자로 활용하기 위해서는 Mg의 화학종을 근거로 한 Mg의 광물 함유 기작이 반드시 규명되어야만 하며, 관련 실험 연구들은 주로 고해상도(high resolution)의 방사광가속기(synchrotron) X-선 흡수 분광(X-ray absorption spectroscopy; XAS) 기법을 통해 Mg의 화학종을 유추한다. 그러나, Mg가 미량 함유된 광물의 XAS 스펙트럼 해석의 높은 불확실성 때문에 화학종 유추가 어려운 경우가 많다. 양자역학 밀도범함수이론(density functional theory; DFT)은 결정구조에 대한 흡수 스펙트럼을 예측할 수 있기 때문에, XAS 스펙트럼 해석의 불확실성을 줄일 수 있다. 이번 논문에서는 DFT 기반의 제일원리 내각 준위 분광법(ab initio core-level spectroscopy method)을 통해 Mg 규산염 및 (수)산화광물에 대한 Mg K-edge 흡수 스펙트럼을 계산하여 Mg의 배위 결합 환경을 나타내는 구조 인자와의 상관관계를 분석하였다. 계산 결과, DFT 계산으로 얻은 Mg 규산염 및 (수)산화물의 이론 Mg K-edge 흡수 스펙트럼은 기존 XAS 실험으로 얻어진 스펙트럼의 주요 형태를 상당 부분 재현해낼 수 있었다. 계산으로 얻은 광물의 제일원리 Mg K-edge 흡수 스펙트럼의 흡수-끝(absorption edge)과 평균 Mg-O 결합거리 및 Mg 유효배위수를 비교 분석한 결과, 약한 양의 상관관계를 보여주었다. 이번 연구 결과는 DFT 계산이 다양한 광물 내 Mg의 화학종에 대한 표준 스펙트럼 세트를 제공할 수 있는 강력한 도구임을 보여주며, 추후 탄산염 광물에 함유된 정확한 Mg의 화학종을 동정하는데 DFT 계산이 큰 역할을 할 수 있음을 제시한다.

• 대한화학회지
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• 제49권1호
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• pp.16-28
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• 2005

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권6호
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• pp.1269-1272
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• 2008