计算化学公社

标题: 能否通过什么方法大致知道反应的决速步能垒最多能被降低多少 [打印本页]

作者
Author: 西灵壹 时间: 2024-6-17 00:59
标题: 能否通过什么方法大致知道反应的决速步能垒最多能被降低多少
求问如何能通过什么方法大致知道反应的决速步能垒最多能被降低多少？但这也会存在另一个问题，如果一种催化剂把原本反应决速步的能垒降低到，比其他基元步能垒低，那么就会改变了决速步。进一步想问的是催化剂最多能降低一个反应的最大能垒的值为多少，这是否能通过计算化学的方法模拟得到？

作者
Author: sobereva 时间: 2024-6-17 02:53
催化剂改变了反应机理。把涉及到催化剂的整个反应过程中牵扯到的过渡态、极小点全都找到，按下文判断决速步，以及与之实际对应的自由能垒

谈谈如何通过势垒判断反应是否容易发生
http://sobereva.com/506（http://bbs.keinsci.com/thread-14313-1-1.html）

作者
Author: 西灵壹 时间: 2024-6-17 11:29

sobereva 发表于 2024-6-17 02:53
催化剂改变了反应机理。把涉及到催化剂的整个反应过程中牵扯到的过渡态、极小点全都找到，按下文判断决速步 ...

感谢卢老师的回复。我想请教的是如果一个反应不涉及到催化剂，它的决速步活化能垒假设为100kcal/mol。我想大致知道他的决速步能垒最多能被催化剂降低到多少，就是这个极限值有方法能大致知道的么？这里的催化剂指的是所有可能的催化剂

作者
Author: sobereva 时间: 2024-6-18 00:23

西灵壹发表于 2024-6-17 11:29
感谢卢老师的回复。我想请教的是如果一个反应不涉及到催化剂，它的决速步活化能垒假设为100kcal/mol。我 ...

需要每种催化剂挨个计算。或者先计算最有代表性的几个，然后凭趋势，估计一下（或者构造个简单的预测决速步势垒与催化剂描述符的关系的模型）把其它的都算完了是否有可能其中有任何一个可能将决速步势垒降低到想要的程度。

作者
Author: 西灵壹 时间: 2024-6-18 10:17

sobereva 发表于 2024-6-18 00:23
需要每种催化剂挨个计算。或者先计算最有代表性的几个，然后凭趋势，估计一下（或者构造个简单的预测决速 ...

谢谢，卢老师回答

作者
Author: wzkchem5 时间: 2024-6-19 05:06

西灵壹发表于 2024-6-17 04:29
感谢卢老师的回复。我想请教的是如果一个反应不涉及到催化剂，它的决速步活化能垒假设为100kcal/mol。我 ...

这是极其困难的。举个例子，如果你能证明合成氨反应的自由能垒能降到比如说20kcal/mol以下，这是诺奖级的工作（因为合成氨从此不用高温高压了）；如果你证明绝对不可能降到25kcal/mol以下，这也是诺奖级的工作（因为大家从此知道不需要投入经费研究室温合成氨了，节省了大量经费）。
除了能垒，一般来说类似“如果试遍所有材料，能把某某性质做到的极限是多少”的问题都是极其困难的。例如室温超导材料，找到了是诺奖，证明室温超导不可能存在同样也是诺奖。

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