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福井函数的一些疑问

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发布时间: 2016-2-27 17:12

正文摘要:

老师:您好!对于福井函数有如下疑问1)如果对于同一种元素简缩福井函数算出来的f+,f-,f0都是正值,此时我们是否需要比较f+,f-,f0的大小来分析其更加可能的反应类型(没算双描述符的△f) 2)在不同物质中同中元素的 ...

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七尺贱 发表于 Post on 2025-5-21 15:17:24
sobereva 发表于 2025-5-21 03:52
单从f-本身来讲可以这么说。但实际中还牵扯到其它因素,比如与另一个反应物有效碰撞的可能性、具体反应机 ...

明白了,感谢老师
sobereva 发表于 Post on 2025-5-21 03:52:15
七尺贱 发表于 2025-5-20 18:28
老师您好,我想一下f-越大的原子易受亲电攻击,所以该原子亲核性越强,这样表述正确吗

单从f-本身来讲可以这么说。但实际中还牵扯到其它因素,比如与另一个反应物有效碰撞的可能性、具体反应机理等
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 Post on 2025-5-20 20:25:24
七尺贱 发表于 2025-5-20 19:40
最新的理论计算表明O和C也是可以成键的,参见Theoretical investigation of a potentially important for ...

哦,这篇说的是大气环境的反应,和上面我说的水溶液的情况不同。说起来"the formation of HMSi is faster but much more unstable than that of HMS"的定性结论并不很出乎意料,有机反应的热力学控制/动力学控制之别基本如此,传统软硬酸碱理论也能说明问题(不过严谨性能不能和概念密度泛函相比是另一回事了)。主要还是感觉应该有更深入的波函数分析方法说明这么小体系的选择性()

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七尺贱 发表于 Post on 2025-5-20 19:40:35
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-5-20 19:12
(刚才刷新了一下发现帖子被编辑了,原问题是HSO3-与HCHO如何反应)
亚硫酸氢根加成甲醛的简单反应直接 ...

最新的理论计算表明O和C也是可以成键的,参见Theoretical investigation of a potentially important formation pathway of organosulfate in atmospheric aqueous aerosols
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 Post on 2025-5-20 19:12:31
七尺贱 发表于 2025-5-20 18:28
Hirshfeld charges, condensed Fukui functions and condensed dual descriptors
Units used below a ...

(刚才刷新了一下发现帖子被编辑了,原问题是HSO3-与HCHO如何反应)
亚硫酸氢根加成甲醛的简单反应直接看有机教科书都能找到结论,即硫与碳成键生成[HO-CH2-SO3]-这么个阴离子,实验可以参考J. Phys. Chem. 1984, 88, 4740与Acta Cryst. 1979, B35, 325-327。
七尺贱 发表于 Post on 2025-5-20 18:28:43
本帖最后由 七尺贱 于 2025-5-20 18:40 编辑
sobereva 发表于 2016-2-27 21:53
1 考察亲核就用f+,考察亲电就用f-,考察自由基反应就用f0,都是越正相应类型的反应越容易发生。双描述 ...

老师您好,我想一下f-越大的原子易受亲电攻击,所以该原子亲核性越强,这样表述正确吗
七尺贱 发表于 Post on 2025-5-20 18:28:07
本帖最后由 七尺贱 于 2025-5-20 19:09 编辑
sobereva 发表于 2016-2-27 21:53
1 考察亲核就用f+,考察亲电就用f-,考察自由基反应就用f0,都是越正相应类型的反应越容易发生。双描述 ...


Hirshfeld charges, condensed Fukui functions and condensed dual descriptors
Units used below are "e" (elementary charge)
     Atom     q(N)    q(N+1)   q(N-1)     f-       f+       f0      CDD
     1(S )   0.2741  -0.4116   0.5699   0.2958   0.6858   0.4908   0.3900
     2(O )  -0.5292  -0.6307  -0.2739   0.2553   0.1015   0.1784  -0.1538
     3(O )  -0.5292  -0.6307  -0.2739   0.2553   0.1015   0.1784  -0.1537
     4(O )  -0.3554  -0.4029  -0.2279   0.1274   0.0475   0.0875  -0.0799
     5(H )   0.1399   0.0931   0.2058   0.0660   0.0468   0.0564  -0.0192

Condensed local electrophilicity/nucleophilicity index (e*eV)
     Atom              Electrophilicity          Nucleophilicity
     1(S )                  0.70020                  0.68545
     2(O )                  0.10365                  0.59171
     3(O )                  0.10366                  0.59155
     4(O )                  0.04854                  0.29529
     5(H )                  0.04775                  0.15289

Condensed local softness (e/Hartree), relative electrophilicity/nucleophilicity (dimensionless) and condensed local hyper-softness (e/Hartree^2)
     Atom         s-          s+          s0        s+/s-       s-/s+       s(2)
     1(S )      1.2805      2.9687      2.1246      2.3185      0.4313      7.3086
     2(O )      1.1054      0.4395      0.7724      0.3976      2.5153     -2.8828
     3(O )      1.1051      0.4395      0.7723      0.3977      2.5144     -2.8814
     4(O )      0.5516      0.2058      0.3787      0.3731      2.6805     -1.4972
     5(H )      0.2856      0.2024      0.2440      0.7088      1.4109     -0.3601
老师您好,这是我计算的一个分子的相关结果,从这个结果我能否说亲核性S1>O2=O3>O4(基于f-)
sobereva 发表于 Post on 2020-4-25 02:57:05
风飞 发表于 2020-4-23 23:02
老师,您好,使用Multiwfn计算福井函数得到的f+,f0的单位是e(elementary charge), 全局软度(S)的单位是 e ...

福井函数单位明显不是e。其本质是电子密度差,显然是电子密度的单位
如果全局软度你用1/Hartree,局部软度就写a.u.即可
风飞 发表于 Post on 2020-4-23 23:02:09
sobereva 发表于 2016-2-28 09:49
化学直觉更具体就是诸如有机化学知识,先凭已有知识判断当前结构的分子可能发生什么反应。

你说的那三 ...

老师,您好,使用Multiwfn计算福井函数得到的f+,f0的单位是e(elementary charge), 全局软度(S)的单位是 eV^-1或 Hartree^-1, 请问计算局部软度时s=Sf(r),单位怎么换算呢?
风飞 发表于 Post on 2016-3-24 02:36:36
sobereva 发表于 2016-3-23 23:44
原理上可以,前提是计算过程是对的

老师:您好!针对我的体系,是带负电的一个化合物,我发现所有算出的f+,f-,f0都是负值(采用的是Hirsheld电荷),但是双描述符有正值也有负值,针对这种情况,计算出的福井函数的指数有意义吗?还是在这种情况下只能用双描述符的值呢?谢谢!此外。老师您说的计算过程是对的,说的是f+=p(N+1)-p(N),这样的计算公式吗?
预测分子的反应活性是有文献用电负性和亲电性指数,这两个标准都会涉及到的电离势和亲和势,电离势又分为VIP和AIP,同理EA,也分为VEA和AEA,请问我在计算电负性和化学硬度的时候,是怎样去选择VIP or AIP(VEA or AEA)呢?或者是上述VIP和AIP在应用上有什么要求呢?什么情况下使用VIP,什么情况下使用AIP呢?同理(VEA和AEA)。谢谢!老师!
sobereva 发表于 Post on 2016-3-23 23:44:02
风飞 发表于 2016-3-22 16:54
老师:您好!对于带电荷的阴离子可以用福井函数来判断反应的活性位点吗?因为刚刚计算了一个阴离子化合物 ...

原理上可以,前提是计算过程是对的
风飞 发表于 Post on 2016-3-22 16:54:37
sobereva 发表于 2016-3-4 23:27
还是得结合具体问题。比如如果Fe本身不会被进攻而发生化学反应,那讨论它也没意义。应当只讨论那些真正 ...

老师:您好!对于带电荷的阴离子可以用福井函数来判断反应的活性位点吗?因为刚刚计算了一个阴离子化合物物的f+,f-,这些值算出来都是负的,虽然△f有正值也有负值,不知道这个是否可以用来判断该位点的反应情况呢?谢谢!
风飞 发表于 Post on 2016-3-5 00:09:54
sobereva 发表于 2016-3-4 23:27
还是得结合具体问题。比如如果Fe本身不会被进攻而发生化学反应,那讨论它也没意义。应当只讨论那些真正 ...

恩 ,好的 ,谢谢老师!
sobereva 发表于 Post on 2016-3-4 23:27:47
风飞 发表于 2016-3-4 20:52
老师:您好!在计算的过程中发现,某种元素的的f0,f+,f-,都是整个分子中最大的,但是双描述符显示△f0的元 ...


还是得结合具体问题。比如如果Fe本身不会被进攻而发生化学反应,那讨论它也没意义。应当只讨论那些真正能发生反应的位点。比如连有取代基的苯,与取代基相连的那个碳原子可能f-很大,但实际上苯环上发生亲电取代不可能发生在哪里,所以讨论这个碳也无意义。
福井函数、双描述符只是作为辅助性的参考,而不是发生在哪里由它们的大小来决定。
其它可以作为亲核反应辅助参考的还有Hirshfeld原子电荷,分子表面静电势。
风飞 发表于 Post on 2016-3-4 20:52:03
sobereva 发表于 2016-3-2 02:37
1 对。但用双描述符往往更好
2 对。另外你也可以把全局软度乘到双描述符上来比较。
3 对

老师:您好!在计算的过程中发现,某种元素的的f0,f+,f-,都是整个分子中最大的,但是双描述符显示△f<0, 请问,在述说亲核袭击的位点时,是说f+最大的呢?还是从△f>0的元素中选取呢?例如f+(Fe)>f+(C).但是双描述符却显示△f(Fe)<0,△f(c)>0,那么该说那个位点更容易遭受亲核袭击呢?谢谢!

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