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标题: 求助orca AIMD模拟有机小分子加热分解过程的文献或资料 [打印本页]

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-6-23 14:09
标题: 求助orca AIMD模拟有机小分子加热分解过程的文献或资料
各位前辈，如题，1. 想要AIMD模拟有机小分子真空状态下的加热分解温度和分解位点，想知道orca是否能够模拟？
2. 如果orca做的不好或者不能模拟，那么AIMD模拟我应该用什么软件更为合适？
2. 网上并没有找到类似模拟的文献或资料，想请教各位前辈是否能够提供文献和资料，我可以自学。
先谢谢各位！

作者
Author: Novice 时间: 2021-6-23 14:37
关注，楼主弄明白了欢迎分享经验。

作者
Author: abin 时间: 2021-6-23 14:48
AIMD, ab initio molecular dynamics?
Check out this link, https://brehm-research.de/orcamd,
as suggested by the ORCA manual.

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-6-23 15:48
AIMD只能跑ps级的时间尺度，如果用半经验也只能跑到ns级。
如果你的分子在几ns之内就有明显分解，那可以用AIMD算。但是一般热分解没有这么快，至少得是毫秒级的，如果是那样就算不动了，而且不止orca，任何支持AIMD的软件都算不动。

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-6-23 16:02

wzkchem5 发表于 2021-6-23 15:48
AIMD只能跑ps级的时间尺度，如果用半经验也只能跑到ns级。
如果你的分子在几ns之内就有明显分解，那可以用 ...

前辈，
1.AIMD跑单个分子（100个原子）的分解也很难实现吗？
2.既然AIMD没办法模拟，那是不是只能用反应力场（reaxff）动力学来模拟？
3.但是反应力场普适性太差了，还有别的更好更合适的模拟手段吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2021-6-23 16:39
1 可以
2 xtb用GFN-xTB可以跑明显长得多得多的尺度
即便是被认为不稳定的分子，在一般温度下有限的模拟时间内也很难跑出分解现象，往往都需要把温度设得很高使得有限时间内分解现象得以出现

北京科音量子化学高级培训班里的例子：

(, 下载次数 Times of downloads: 34)

(, 下载次数 Times of downloads: 40)

(, 下载次数 Times of downloads: 33)

(, 下载次数 Times of downloads: 30)

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-6-23 19:13

胖鱼加加发表于 2021-6-23 09:02
前辈，
1.AIMD跑单个分子（100个原子）的分解也很难实现吗？
2.既然AIMD没办法模拟，那是不是只能用反 ...

如果这个分子的分解时间在ps级，那可以。但是既然你研究的是分解温度，按我理解在分解温度下，分解时间至少也是毫秒级吧？如果某个温度下几ps就分解了，那就意味着在低得多的温度下就能观察到分解，那这个温度就不是分解温度，而是远高于分解温度。这个和sob老师举的例子还不太一样，有的研究只关心分解途径，这时温度可以设得比实际温度高很多，把分解时间缩短到ps量级。

作者
Author: ene 时间: 2021-6-23 20:26

wzkchem5 发表于 2021-6-23 19:13
如果这个分子的分解时间在ps级，那可以。但是既然你研究的是分解温度，按我理解在分解温度下，分解时间至 ...

主要是高温下的分解途径不一定对应于低温下的最优路径吧，感觉这种做法似乎需要经过比较严格的考察才成

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-6-23 21:48

ene 发表于 2021-6-23 13:26
主要是高温下的分解途径不一定对应于低温下的最优路径吧，感觉这种做法似乎需要经过比较严格的考察才成

对，这也是个问题

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-6-24 09:35

wzkchem5 发表于 2021-6-23 21:48
对，这也是个问题

看了几位前辈的回答和指导，我又迷茫了，
1.想要考察有机小分子分解温度和/或分解位点，如果不用AIMD，还有什么好的办法嘛？
2.如果想要尝试用AIMD，我是不是要尝试设置很高的温度，跑一下试试，看分解位点能不能和实验值一致？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-6-24 15:20

胖鱼加加发表于 2021-6-24 02:35
看了几位前辈的回答和指导，我又迷茫了，
1.想要考察有机小分子分解温度和/或分解位点，如果不用AIMD， ...

可以用高温下的AIMD找到几种可能的分解途径，再用过渡态理论计算这几种分解途径的速率

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-7-12 16:50

wzkchem5 发表于 2021-6-24 15:20
可以用高温下的AIMD找到几种可能的分解途径，再用过渡态理论计算这几种分解途径的速率

前辈，用高温AIMD找可能的反应位点我会，
但是如何用过渡态理论计算热分解途径的反应速率呢？是要找热分解反应的过渡态吗？麻烦前辈指点。

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-7-12 16:56

胖鱼加加发表于 2021-7-12 09:50
前辈，用高温AIMD找可能的反应位点我会，
但是如何用过渡态理论计算热分解途径的反应速率呢？是要找热分 ...

对，找热分解反应的过渡态，然后用Eyring方程换算

作者
Author: wuyiyyyy 时间: 2021-7-13 14:20
之前用reaxff反应动力学模拟过材料的热分解温度。
首先分子的数目必须要多，最好上百个。不然会有很大的偶然性，你看试验的TGA曲线就知道每个分子的分解温度不可能都一样。
立场只能挑选一些合适的然后一个个去尝试，看哪个和实测更加符合。

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-7-22 10:02

wzkchem5 发表于 2021-7-12 16:56
对，找热分解反应的过渡态，然后用Eyring方程换算

前辈，我还有些小问题搞不清楚：
（1）热分解反应过渡态是不是就是有机小分子均裂成两个自由基过程的过渡态？
（2）那我需要通过柔性扫描或者刚性扫描，扫描键长获得解离曲线，对不对？
（3）看sob老师的帖子里 http://sobereva.com/474 ，HF的解离曲线能量也没有最高点；这样的情况是不是就没有过渡态呢？
（4）均裂反应没有过渡态的情况该怎么办？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-7-22 14:50
本帖最后由 wzkchem5 于 2021-7-22 08:01 编辑

胖鱼加加发表于 2021-7-22 03:02
前辈，我还有些小问题搞不清楚：
（1）热分解反应过渡态是不是就是有机小分子均裂成两个自由基过程的过 ...

(1) 有可能，但不一定。有的热分解反应的第一步是不涉及自由基的，比如说环己烯的分解就是按逆D-A反应。
(2) 一般需要柔性扫描，刚性扫描基本上没有用
(3) 对
(4) 比较小的分子用VRC-TST计算：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.1539035。VRC-TST算不动的体系可以参见：DOI: 10.1021/acs.organomet.8b00456。此外也可以用AIMD，既然没有势垒，AIMD肯定是跑得动的

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-7-27 12:39
本帖最后由胖鱼加加于 2021-7-27 12:40 编辑

wzkchem5 发表于 2021-7-22 14:50
(1) 有可能，但不一定。有的热分解反应的第一步是不涉及自由基的，比如说环己烯的分解就是按逆D-A反应。
...

C:\Users\pangyj\Desktop\scan_1.PNG
C:\Users\pangyj\Desktop\scan_2.PNG
前辈，我用xtbGFN0-xTB下跑动力学,2000K下的确看到材料分解，多次重复模拟发现分解位点有两个，于是对两个键长进行柔性扫描（高斯柔性扫描关键词采用# ub3lyp/6-31G* guess(mix,always) opt=modredundant pop=always nosymm），两个条解离曲线见图，发现scan_1有一个最高点，scan_2没有，两条解离曲线的最后一个点的能量也相差很大，请问前辈：
（1）相比于scan_1，scan_2是不是更容易断的键
（2）这种情况就是要用前辈提到的VRC-TST计算了吧

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-7-27 15:18

胖鱼加加发表于 2021-7-27 05:39
前辈，我用xtbGFN0-xTB下跑动力学,2000K下的确看到材料分解，多次重复模拟发现分解位点有两个，于是 ...

(1) 对 (2) 对

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-7-27 16:16

wzkchem5 发表于 2021-7-27 15:18
(1) 对 (2) 对

前辈，那我是否能就此判断该结构热稳定性最弱的键就是scan_2对应的那根键

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-7-27 16:32

胖鱼加加发表于 2021-7-27 09:16
前辈，那我是否能就此判断该结构热稳定性最弱的键就是scan_2对应的那根键

不好说，因为2000K太高了，建议降低温度再试试。因为高温有利于熵驱动的反应，scan_2的途径可能只是熵特别有利，在低温下最容易的途径未必是这个途径

作者
Author: 胖鱼加加 时间: 2021-8-16 14:20
本帖最后由胖鱼加加于 2021-8-16 14:27 编辑

wzkchem5 发表于 2021-7-22 14:50
(1) 有可能，但不一定。有的热分解反应的第一步是不涉及自由基的，比如说环己烯的分解就是按逆D-A反应。
...

前辈，我参见您提供的文献，尝试计算均裂反应能垒，先进行柔性扫描（高斯柔性扫描关键词采用# ub3lyp/6-31G* guess(mix,always) opt=modredundant pop=always nosymm），后采用b3lyp/6-31g* freq 计算热力学参数，最后用卢老师的Shermo_2.2得到反应熵变，但是计算出的熵值变化与文献中不一样，想请教前辈该如何处理？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-8-16 17:08

胖鱼加加发表于 2021-8-16 07:20
前辈，我参见您提供的文献，尝试计算均裂反应能垒，先进行柔性扫描（高斯柔性扫描关键词采用# ub3lyp/6-3 ...

这个外推必须只用比较短的键长的数据和两个产物分别算的数据点来拟合，不能用键长特别长的数据（比如你用的4~12埃的数据），因为键长特别长的时候谐振近似不成立

作者
Author: Nannan27 时间: 2023-10-31 09:01

sobereva 发表于 2021-6-23 16:39
1 可以
2 xtb用GFN-xTB可以跑明显长得多得多的尺度
即便是被认为不稳定的分子，在一般温度下有限的模拟时 ...

非常期待高级版的内容，请问高级版24年大概几月开始

作者
Author: sobereva 时间: 2023-10-31 09:43

Nannan27 发表于 2023-10-31 09:01
非常期待高级版的内容，请问高级版24年大概几月开始

北京科音办的培训班FAQ
http://bbs.keinsci.com/thread-5098-1-1.html

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