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标题: 能否用解离能、键级去考察解络位置？ [打印本页]

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-5-30 17:07
标题: 能否用解离能、键级去考察解络位置？
老师好，实验室用到旋转盘去分离稀土元素。当旋转盘转速变大后，就会产生大的剪切力去分离络合剂和稀土离子。能不能从量化角度出发，分别计算图中1,2,3处的键能或者键级或者其他物理量，去验证剪切解络是2,3处，而不是1处？老师能推荐一些理论方法去验证吗？感谢！

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-5-30 17:19
一般宏观剪切力对于化学键的影响很有限。建议考虑是不是其他因素影响，比如转速变大导致溶液温度升高，或者转速变大导致新鲜溶剂可以更快地把解离下来的稀土离子带走，拉动反应平衡

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-5-30 19:00

wzkchem5 发表于 2022-5-30 17:19
一般宏观剪切力对于化学键的影响很有限。建议考虑是不是其他因素影响，比如转速变大导致溶液温度升高，或者 ...

老师，您好！1、实验控制在恒温条件进行。2、我觉得很多可能是转速变大去拉动反应平衡，导致离子的分离效率提高。这样是不是也就间接说明了稀土离子易解络。

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-5-30 20:33

护卫天使发表于 2022-5-30 12:00
老师，您好！1、实验控制在恒温条件进行。2、我觉得很多可能是转速变大去拉动反应平衡，导致离子的分离效 ...

如果是因为我说的第二个原因的话，那确实说明了稀土离子易解络，但也说明了不可能仅靠微观模拟来解释这个问题，需要做流体力学模拟来得到旋转盘附近的浓度分布

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-5-30 20:45

wzkchem5 发表于 2022-5-30 20:33
如果是因为我说的第二个原因的话，那确实说明了稀土离子易解络，但也说明了不可能仅靠微观模拟来解释这个 ...

您好，如果还是想从量子化学方面，想去简单探讨一下，是否可行呢？会有合适的物理量吗？

作者
Author: chands 时间: 2022-5-30 20:48
本帖最后由 chands 于 2022-5-30 20:50 编辑

我作为完全外行，有点好奇是怎么个分离过程，你们用图中的络合剂从矿物中提取La，然后过滤之后，再把络合剂-La放到旋转盘，让La再溶解到某种溶液中吗？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-5-30 20:51

护卫天使发表于 2022-5-30 13:45
您好，如果还是想从量子化学方面，想去简单探讨一下，是否可行呢？会有合适的物理量吗？

可以计算解离反应的速率常数，由此可以得到转盘转速无穷快时的解离初速率，但既不能得到解离速率与转盘转速的关系，也不能得到已经解离一段时间以后的解离速率，只能得到初速率

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-5-31 13:38

chands 发表于 2022-5-30 20:48
我作为完全外行，有点好奇是怎么个分离过程，你们用图中的络合剂从矿物中提取La，然后过滤之后，再把络合剂 ...

用膜分离

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-6-6 10:27

wzkchem5 发表于 2022-5-30 20:51
可以计算解离反应的速率常数，由此可以得到转盘转速无穷快时的解离初速率，但既不能得到解离速率与转盘转 ...

老师，您好，请问想判断热分解是不是从配位键开始，需要通过计算什么量？如何计算？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-6-6 15:37

护卫天使发表于 2022-6-6 03:27
老师，您好，请问想判断热分解是不是从配位键开始，需要通过计算什么量？如何计算？

什么叫“判断热分解”？把话说全

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-6-6 20:45

wzkchem5 发表于 2022-6-6 15:37
什么叫“判断热分解”？把话说全

在络合物水溶液中，温度升高，究竟是与稀土形成的配位键先断裂，还是其他的键先发生断裂？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-6-6 20:48

护卫天使发表于 2022-6-6 13:45
在络合物水溶液中，温度升高，究竟是与稀土形成的配位键先断裂，还是其他的键先发生断裂？

分别计算所有断键反应的活化自由能，哪个最低就是先断哪个。注意必须做充分的构象搜索以及显式溶剂化，并且必须考虑色散

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-6-6 21:10

wzkchem5 发表于 2022-6-6 20:48
分别计算所有断键反应的活化自由能，哪个最低就是先断哪个。注意必须做充分的构象搜索以及显式溶剂化，并 ...

老师好，1、构象搜索这个知识点我不是很了解，有博文可以供学习吗？2、所以断键反应的活化能是需要一个个键断开来计算，在计算时间和成本上是否可行？如果有学习的资料能否分享一下？万分感谢！！！

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-6-6 21:17

护卫天使发表于 2022-6-6 14:10
老师好，1、构象搜索这个知识点我不是很了解，有博文可以供学习吗？2、所以断键反应的活化能是需要一个个 ...

1. http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html
2. 确实需要稍微长一些的时间，但是其他替代方案（AIMD）需要的时间更长。诀窍是先用化学常识判断哪些键肯定不会先断，那些键就不需要算了，一般实际算的键数只占总键数的很少一部分

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-6-6 21:20

wzkchem5 发表于 2022-6-6 21:17
1. http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html
2. 确实需要稍微长一些的时间，但是其他替代方案（AIMD ...

好的，万分感谢老师！

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-6-6 21:26

护卫天使发表于 2022-6-6 14:20
好的，万分感谢老师！

另外补充一句，稀土掉下来未必是纯粹的断键过程，搞不好是别的什么分子先加成上去，然后才发生断键反应。所以光是计算所有的断键反应还不够，必须利用化学常识，把所有可能的导致稀土掉下来的反应（不管是一步还是多步，不管是纯解离还是先加成再解离）都考虑到，如果不能考虑全面，那么必须查阅文献来穷尽所有常见的稀土解离反应

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-6-9 16:06

wzkchem5 发表于 2022-6-6 20:48
分别计算所有断键反应的活化自由能，哪个最低就是先断哪个。注意必须做充分的构象搜索以及显式溶剂化，并 ...

老师好，能否先用键级比较哪些是强度比较低的键，再选择其中强度低的键来算断键反应活化能？我用Mutiwfn计算了Mayer键级，与O有关的键，键级均比较低。

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-6-9 16:18

护卫天使发表于 2022-6-9 09:06
老师好，能否先用键级比较哪些是强度比较低的键，再选择其中强度低的键来算断键反应活化能？我用Mutiwfn ...

只有同类的键（比如都是La-O键）才能这么比，否则不能这么比。建议去查一下键级的定义，就知道为什么只有同类的键的键级才和键能相关了。
此外，只有那些共价性比较明显的键，键级才和键能有关。也是一样的，自己去查键级的定义，从原理上了解为什么是这样的。

作者
Author: 护卫天使 时间: 2022-6-9 18:11

wzkchem5 发表于 2022-6-9 16:18
只有同类的键（比如都是La-O键）才能这么比，否则不能这么比。建议去查一下键级的定义，就知道为什么只有 ...

好的，谢谢老师。另外构象搜索是对配合物分子还是对于络合剂分子？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-6-9 19:13

护卫天使发表于 2022-6-9 11:11
好的，谢谢老师。另外构象搜索是对配合物分子还是对于络合剂分子？

整个配合物

作者
Author: TinnKuka 时间: 2023-10-19 20:49

wzkchem5 发表于 2022-6-9 16:18
只有同类的键（比如都是La-O键）才能这么比，否则不能这么比。建议去查一下键级的定义，就知道为什么只有 ...

老师好，关于判断加热条件下断键难易程度，我在另一个帖子http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 96167&fromuid=16152 看到您关于使用BDE/BDFE的回复。在我的分子里，有两个C-O键是我感兴趣的，想对比这两个C-O键在加热条件下断键的难易程度。但因为其中一个是在笼形分子里的，所以我想是不能直接计算BDE或者BDFE。我阅读了社长的http://sobereva.com/364这篇博文，有两个问题希望得到您的回复。

我的问题是：
1. 在这种情况下，Mayer键级是否可以用于横向对比这两个键的断键难易程度？
2. 如果是对比不同类型的键（例如C-O和C-C键），社长的博文里提到

拉普拉斯键级与键强度有比Mayer/Wiberg键级明显好得多的对应关系

，但是这里C-O是极性键的话，我是否还能用LBO键级来对比C-O和C-C键的断键难易程度呢？

谢谢您的帮助:)!

作者
Author: wzkchem5 时间: 2023-10-19 23:38

TinnKuka 发表于 2023-10-19 13:49
老师好，关于判断加热条件下断键难易程度，我在另一个帖子http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 96167&f ...

这种情况下得先定义什么叫断键。如果笼子很大，C-O键断开以后只要拉得足够远，做结构优化不会直接优化回去，那就可以照常用BDFE判断；如果笼子很小，断开后的片段会自发重新结合，那就得定义一下键拉长到多少才叫断键

作者
Author: TinnKuka 时间: 2023-10-20 00:51
本帖最后由 TinnKuka 于 2023-11-3 00:12 编辑

wzkchem5 发表于 2023-10-19 23:38
这种情况下得先定义什么叫断键。如果笼子很大，C-O键断开以后只要拉得足够远，做结构优化不会直接优化回 ...

谢谢您的回复，这里是我的分子，我想要考察的C-O键其中一个在R基，另一个就是这个笼形部分的C-O键。

参照您的回复，我又看了社长的http://bbs.keinsci.com/thread-15496-1-1.html这篇关于分子内氢键的文章，请问是否可以这样计算笼形部分的C-O键解离能：

1. 结构优化，计算焓
2. 将C-O键打断后，将两者远离

使用geometry constraint限制C和O的距离，优化此结构，计算焓
3. BDE=H(2)-H(1)

作者
Author: wzkchem5 时间: 2023-10-20 23:11

TinnKuka 发表于 2023-10-19 17:51
谢谢您的回复，这里是我的分子，我想要考察的C-O键其中一个在R基，另一个就是这个笼形部分的C-O键。

...

哦我理解错了，我以为是有一个小分子被包在一个笼子里面，研究这个小分子的断键。原来是笼子自己断了。
你这个方法的主要问题是不好确定C-O距离应该限制成多少，因此算出来的键能有一定任意性。可以考虑不加距离限制，如果不加距离限制C和O就会自发重新成键的话，考虑计算三重态双自由基而非单重态双自由基

作者
Author: TinnKuka 时间: 2023-10-21 03:35

wzkchem5 发表于 2023-10-20 23:11
哦我理解错了，我以为是有一个小分子被包在一个笼子里面，研究这个小分子的断键。原来是笼子自己断了。
...

好的谢谢您的建议，我目前考虑算BDE，然后顺手算LBO和Mayer键级。另外还有一个问题想请教您，看到您在这个帖子关于使用溶剂化模型的回复：http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 9&fromuid=16152。
关于orca溶剂化模型，其中SMD模型里的溶剂和我的分子有相似基团的只有tributyl phosphate, 而且我的分子的介电常数也是未知，请问这种情况下，使用SMD模型能否正确描述我的分子呢？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2023-10-21 20:21

TinnKuka 发表于 2023-10-20 20:35
好的谢谢您的建议，我目前考虑算BDE，然后顺手算LBO和Mayer键级。另外还有一个问题想请教您，看到您在这 ...

一般来说可以。如果不确定的话，估计一下你的分子和tributyl phosphate的介电常数最多差多少，然后把SMD模型的介电常数设成比tributyl phosphate多这么多，再设成比tributyl phosphate少这么多，分别计算，如果结果的变化在你可以接受的范围内，就说明用tributyl phosphate近似代替你的分子确实是可取的

作者
Author: TinnKuka 时间: 2023-10-22 04:30

wzkchem5 发表于 2023-10-21 20:21
一般来说可以。如果不确定的话，估计一下你的分子和tributyl phosphate的介电常数最多差多少，然后把SMD ...

好的，谢谢您解答我的疑惑 :)!

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