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谈谈如何通过势垒判断反应是否容易发生

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发布时间: 2019-8-23 23:06

正文摘要:

谈谈如何通过势垒判断反应是否容易发生On the judgement whether a reaction is easy to occur based on potential barrier 文/Sobereva@北京科音  2019-Aug-23 经常有人问“反应势垒小于多少反应才 ...

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yjb 发表于 Post on 2023-7-7 21:42:05
wzkchem5 发表于 2023-7-7 21:14
只有这两个反应均可逆时可以。此外如果实验上本来产率相差就不多,那么可能客观上就不存在从计算上解释两 ...

谢谢王老师
wzkchem5 发表于 Post on 2023-7-7 21:14:52
yjb 发表于 2023-7-7 14:03
老师,如果两个反应的自由能垒数值基本一致(1 kcal/mol)之内,产物的能量差距比较大(4 kcal/mol),是否可 ...

只有这两个反应均可逆时可以。此外如果实验上本来产率相差就不多,那么可能客观上就不存在从计算上解释两者产率差别的方法
yjb 发表于 Post on 2023-7-7 21:03:19
老师,如果两个反应的自由能垒数值基本一致(1 kcal/mol)之内,产物的能量差距比较大(4 kcal/mol),是否可以用热力学来解释其中一种产物得率更高。
sobereva 发表于 Post on 2023-6-1 03:45:15
LittlePupil 发表于 2023-5-31 13:57
然后一起乘到根据势垒算出的速率常数上是吗?明白了,谢谢卢老师。

对每个基元反应单独照常算k
LittlePupil 发表于 Post on 2023-5-31 13:57:29
sobereva 发表于 2023-5-31 03:18
透射系数对每个基元过程分别计算

然后一起乘到根据势垒算出的速率常数上是吗?明白了,谢谢卢老师。
sobereva 发表于 Post on 2023-5-31 03:18:49
LittlePupil 发表于 2023-5-30 13:55
请问对于1楼讲义内容中的第二阶段,如果T3的虚频非常大,需要考虑隧穿系数时该怎么处理呢?
理论上用Eckar ...

透射系数对每个基元过程分别计算
LittlePupil 发表于 Post on 2023-5-30 13:55:08
请问对于1楼讲义内容中的第二阶段,如果T3的虚频非常大,需要考虑隧穿系数时该怎么处理呢?
理论上用Eckart方法算隧穿系数时反应物和产物应该分别取I2和I3,但这样算出来的隧穿系数似乎只适用于I2->I3这样一个基元反应,但反应物和产物直接分别用I1和I5又感觉不太对,不知道各位老师有什么看法。
wzkchem5 发表于 Post on 2022-12-5 21:16:12
ymc1582 发表于 2022-12-5 11:47
请教一下sob老师,确定决速步的第1步:“从反应物开始,每到下一个比当前能量更低的中间体就划分一个阶段” ...

如果文献的阶段确实是这么定义的,那后面判断决速步的方法必定有差异。如果文献的方法只有第一步定义和sob老师说的不一样,后面都一样,那文献是错的,但是如果后面不一样的话,那就不一定了,可能两个方法都对。
ymc1582 发表于 Post on 2022-12-5 18:47:51
请教一下sob老师,确定决速步的第1步:“从反应物开始,每到下一个比当前能量更低的中间体就划分一个阶段”。我看有些文献中是把每个基元反应(即单个IRC过程)确立为一个阶段,这两个哪个更合理呢?对于NO-char反应来说。

202212051847172218..png (75.96 KB, 下载次数 Times of downloads: 46)

202212051847172218..png
wzkchem5 发表于 Post on 2021-12-5 22:34:57
dnlx 发表于 2021-12-5 15:15
请教各位,关于显式溶剂情况下的反应速度的计算。例子如附图(反应物):不加水分子(左图)的能垒是56kcal ...

这里得注意你考虑的是Arrhenius方程还是Eyring方程。Arrhenius方程指数上用活化能,指前因子不确定,变化幅度很大;Eyring方程指数上用活化Gibbs自由能,指前因子基本确定,至多只因为隧穿等因素有一些小的不确定性。所以只要你用的是活化Gibbs自由能,那么溶剂分子处于该位置的概率问题其实已经被吸收在活化Gibbs自由能里了,不在指前因子里。
但是这里确实不能说后者比前者更快,原因是:(1)计算误差问题,这个差别已经小于一般计算方法的误差范围了;(2)单独一个构型不具有代表性,必须做构型搜索,对所有重要的构型的反应速率做Boltzmann平均才是严格的。此外这里溶剂的浓度是需要考虑的,量化程序默认所有分子(包括溶剂)都是1atm的理想气体,用1.89kcal/mol校正过以后是把所有分子都当作1mol/L考虑,还要单独把溶剂分子校正到纯溶剂的摩尔浓度才对

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dnlx + 4 多谢!澄清了我一些概念上的疑问。

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dnlx 发表于 Post on 2021-12-5 22:15:31
本帖最后由 dnlx 于 2021-12-5 22:19 编辑

请教各位,关于显式溶剂情况下的反应速度的计算。例子如附图(反应物):不加水分子(左图)的能垒是56kcal/mol;加入之后(右图)是54kcal/mol。但是似乎不能就此认为后一个反应途径更快,因为后者虽然溶剂的浓度不用考虑,但是溶剂分子呈现这样位置的概率(或者浓度)并不是1,指前因子似乎应该有所反映(或者由一级反应变成二级反应),请问理论上应该如何考虑?

202112052204235491..png (88.91 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)
sun0615 发表于 Post on 2021-11-15 10:34:09
陈丢丢 发表于 2020-2-29 19:50
sob老师好,可以请问下您在正文单分子反应部分放的那张图片,就是“是常温下反应的ΔG≠不同的时候的情况” ...

Electron Flow in Organic Chemistry: A Decision-Based Guide to Organic Mechanisms
Table 2.2
sobereva 发表于 Post on 2020-3-1 23:25:58
陈丢丢 发表于 2020-2-29 19:50
sob老师好,可以请问下您在正文单分子反应部分放的那张图片,就是“是常温下反应的ΔG≠不同的时候的情况” ...

忘了。能垒代进我的算k的excel表格立马就得到了,没必要刻意找出处
陈丢丢 发表于 Post on 2020-2-29 19:50:45
sob老师好,可以请问下您在正文单分子反应部分放的那张图片,就是“是常温下反应的ΔG≠不同的时候的情况”的那张图片是来自哪篇文献的呢?

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