Skip to main content
Log in

Relaxation during internal rotation ethane and hydrogen peroxyde

  • Commentationes
  • Published:
Theoretica chimica acta Aims and scope Submit manuscript

Abstract

An ab initio SCF-LCAO-MO study of the relaxation process during internal rotation has been performed for ethane and hydrogen peroxyde. A large gaussian basis set has been used, with polarization functions. The total energy has been optimized with respect to the bond lengths and bond angles. The computed barrier for the ethane molecule is 3.07 kcal/mole with the optimized geometry (experimental 2.93 kcal/mole). For hydrogen peroxyde, this yields a cis-barrier of 10.9 kcal/mole (experimental 7.0 kcal/mole) and a trans barrier of 0.6 kcal/mole (experimental 1.1 kcal/mole), with a dihedral angle equal to 123‡ (experimental 111‡–120‡). The eclipsed or cis conformations are found to have more “open” structures than the staggered or equilibrium conformations.

Résumé

Une étude des phénomènes de relaxation liés à la rotation interne a été effectuée pour l'ethane et l'eau oxygénée par la méthode ab initio SCF-LCAO-MO. Avec une base étendue de fonctions gaussiennes comprenant des fonctions de polarisation, on minimise l'énergie par rapport aux longueurs et aux angles des liaisons. La barrière calculée pour l'ethane est de 3,07 kcal/mole (valeur expérimentale 2,93 kcal/mole). Pour l'eau oxygénée, on trouve pour les barrières cis 10,9 kcal/mole, trans 0,6 kcal/mole et pour l'angle dièdre 123‡ (values expérimentales 7,0 et 1,1 kcal/mole et 111‡–120‡). Les conformations éclipsée ou cis possèdent des structures plus «ouvertes» que les conformations en étoile ou trans.

Zusammenfassung

Der Relaxationsproze\ wÄhrend der inneren Rotation wurde für Äthan und Wasserstoffperoxid mit Hilfe einer ab initio SCF-LCAO-MO-Rechnung untersucht. Dabei wurde eine gro\e Basis von Gau\funktionen mit Polarisationsfunktionen benutzt. Die Gesamtenergie wurde unter Variation der BindungslÄnge und Bindungswinkel optimiert. Die berechnete Rotationsbarriere mit der optimalen Geometrie betrÄgt 3,07 kcal/Mol für Äthan (experimentell 2,93 kcal/Mol). Für Wasserstoffperoxid ergibt sich eine cis-Barriere von 10,9 kcal/Mol (experimentell 7,0 kcal/Mol) und eine trans-Barriere von 0,6 kcal/Mol (experimentell 1,1 kcal/Mol) sowie ein Verdrillungswinkel von 123‡ (experimentell 111‡–120‡). Die verdeckten oder cis-Konformationen besitzen mehr „offene“ Strukturen als die gestaffelten oder die Gleichgewichtskonformationen.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. Pitzer, R. M., Lipscomb, W. N.: J. chem. Physics 39, 1995 (1963).

    Article  CAS  Google Scholar 

  2. —: J. chem. Physics 47, 965 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  3. Clementi, E., Davis, D. R.: J. chem. Physics 45, 2593 (1966).

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. Fink, W. H., Allen, L. C.: J. chem. Physics 46, 2261, 2276 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  5. Pedersen, L., Morokuma, K.: J. chem. Physics 46, 3941 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  6. Hoyland, J. R.: J. chem. Physics 50, 473 (1969).

    Article  CAS  Google Scholar 

  7. Stevens, R. M.: J. chem. Physics 52, 1397 (1970).

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. Klessinger, M., McWeeny, R.: J. chem. Physics 42, 3343 (1965).

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. —: Symposia of the Faraday Society, nℴ 2, p. 73. London: The Faraday Society 1968.

    Google Scholar 

  10. Moireau, M.-Cl.: Unpublished results.

  11. Kaldor, U., Shavitt, I.: J. chem. Physics 44, 1823 (1966).

    Article  CAS  Google Scholar 

  12. Palke, W. E., Pitzer, R. M.: J. chem. Physics 46, 3948 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. Hunt, R. H., Leacock, R. A., Peters, C. W., Hecht, K. T.: J. chem. Physics 42, 1931 (1965).

    Article  CAS  Google Scholar 

  14. Lowe, J. P.: In: Progress in physical organic chemistry, A. Streitwieser and R. Taft Eds, Vol. 6. New York: Interscience Publishers 1968.

    Google Scholar 

  15. Sovers, J. O., Karplus, M.: J. chem. Physics 44, 3033 (1966).

    Article  CAS  Google Scholar 

  16. Veillard, A.: Chem. Physics Letters 3, 128 (1969).

    Article  CAS  Google Scholar 

  17. —: Chem. Physics Letters 4, 51 (1969).

    Article  CAS  Google Scholar 

  18. Monkhorst, H. J.: Chem. Physics Letters 3, 289 (1969).

    Article  CAS  Google Scholar 

  19. —: Chem. Physics Letters 4, 119 (1969).

    Article  CAS  Google Scholar 

  20. Huzinaga, S., Coiro, V., Rusconi, E., Clementi, E.: Unpublished results, quoted in Ref. [22].

  21. —: J. chem. Physics 42, 1293 (1965).

    Article  Google Scholar 

  22. Salez, C., Veillard, A.: Theoret. chim. Acta (Berl.) 11, 441 (1968).

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. Clementi, E., Davis, D. R.: J. computational Physics 2, 223 (1967).

    Google Scholar 

  24. Veillard, A.: IBMOL Version 4, Special IBM Technical Report, San Jose, 1968 (available upon request).

  25. Preuss, H., Diercksen, G.: Int. J. quant. Chemistry 1, 605 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  26. Hansen, G. E.: J. chem. Physics 20, 313 (1952).

    Article  CAS  Google Scholar 

  27. Redington, R. L., Olson, W. B., Cross, P. C.: J. chem. Physics 36, 1311 (1962).

    Article  CAS  Google Scholar 

  28. Buenker, R. J., Peyerimhoff, S. D., Whitten, J. L.: J. chem. Physics 46, 2029 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  29. Rauk, A, Allen, L. C., Clementi, E.: J. chem. Physics 52, 4133 (1970).

    Article  CAS  Google Scholar 

  30. Weiss, S., Leroi, G. E.: J. chem. Physics 48, 962 (1968).

    Article  CAS  Google Scholar 

  31. Lehn, J.-M., Munsch, B.: Chem. Com. 1327 (1969).

  32. Kivelson, D.: J. chem. Physics 22, 1733 (1954).

    Article  CAS  Google Scholar 

  33. Allen, L. C.: Chem. Physics Letters 2, 597 (1968).

    Article  CAS  Google Scholar 

  34. Schwartz, M. E.: J. chem. Physics 51, 4182 (1969).

    Article  CAS  Google Scholar 

  35. Veillard, A., Demuynck, J.: Chem. Physics Letters 4, 476 (1970).

    Article  CAS  Google Scholar 

  36. Mulliken, R. S.: J. chem. Physics 23, 1833, 1841, 2338, 2343 (1955).

    Article  CAS  Google Scholar 

  37. Wyatt, R. E., Parr, R. G.: J. chem. Physics 43, 217 (1965).

    Article  Google Scholar 

  38. Oelfke, W. C., Gordy, W.: J. chem. Physics 51, 5336 (1969).

    Article  CAS  Google Scholar 

  39. Lehn, J.-M., Munsch, B.: To be published.

  40. Pipano, A., Gilman, R. R., Bender, C. F., Shavitt, I.: Chem. Physics Letters 4, 583 (1970).

    Article  CAS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

Quantum Mechanical Calculations on Barriers to Internal Rotation. Part VI. Preceding paper, Ref. [35].

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Veillard, A. Relaxation during internal rotation ethane and hydrogen peroxyde. Theoret. Chim. Acta 18, 21–33 (1970). https://doi.org/10.1007/BF00533694

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00533694

Keywords

Navigation