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如何用Gauss优化含有自由基+金属离子的体系

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发布时间: 2022-3-12 13:06

正文摘要:

已经尝试使用B3-LYP/6-311G**优化“五氯苯氧自由基-金属离子”,结果无法收敛,也尝试过将金属离子羟基化使之成为中性分子进行结构优化,仍然无法收敛。请问大家含有自由基和金属离子同时存在的体系如何进行结构优化 ...

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wzkchem5 发表于 Post on 2024-9-8 15:06:10
ljh123 发表于 2024-9-8 07:40
感谢老师解答。我试了一下TDDFT确实能找到这个结构。但是我思考了一下又有了一个疑惑。因为高价铁的氧化 ...

有没有可能是铁的自旋态选错了
ljh123 发表于 Post on 2024-9-8 14:40:17
wzkchem5 发表于 2024-9-8 14:20
可以,但注意泛函的适当选取,你要的态是CT态,HF exchange太小了算CT态不准,太高了算过渡金属不准

感谢老师解答。我试了一下TDDFT确实能找到这个结构。但是我思考了一下又有了一个疑惑。因为高价铁的氧化还原电位是高于苯氧自由基的,所以这个反应的自由能变是小于o的,也就是说Fe(3价)+苯氧自由基的自由能低于四价铁+苯酚。而DFT是通过自洽场来分配电荷,也就是说会自动计算到能量最低的电子基态。
而后我用目前使用的B3LYP-D3泛函计算了四价铁和酚的氧化还原电位,发现对于酚误差不大,而四价铁误差极大。甚至出现了四价铁氧化还原电位小于酚的情况。
由上,能否认为这是因为B3LYP这个泛函有问题,定性都无法做到
wzkchem5 发表于 Post on 2024-9-8 14:20:58
ljh123 发表于 2024-9-8 04:54
我看了一些文献,觉得一个可行的方法是这篇文献的J. Phys. Chem. A 2018, 122, 47, 9191–9198。应该就是 ...

可以,但注意泛函的适当选取,你要的态是CT态,HF exchange太小了算CT态不准,太高了算过渡金属不准
ljh123 发表于 Post on 2024-9-8 11:54:33
wzkchem5 发表于 2024-9-8 10:33
你确定你要优化的这个电子结构是正确的基态电子结构吗

我看了一些文献,觉得一个可行的方法是这篇文献的J. Phys. Chem. A 2018, 122, 47, 9191–9198。应该就是用TDDFT优化出单电子转移后的激发态结构。因为我没用过TDDFT所以想问一下,TDDFT可以找到我想要的电子激发方式吗?也就是从苯酚转移到高价铁。这个是要一个态一个态的算,然后通过NTO来看轨道变化来找到对应的态吗(感觉这样会很花钱,因为是租的超算)
ljh123 发表于 Post on 2024-9-8 11:34:55
wzkchem5 发表于 2024-9-8 10:33
你确定你要优化的这个电子结构是正确的基态电子结构吗

其实我想优化的是产物的复合物。就是四价铁(氧化剂)通过单电子转移氧化了苯酚,生成了苯氧自由基和三价铁。在发生电子转移前,苯酚的羟基会和四价铁有弱相互作用。
wzkchem5 发表于 Post on 2024-9-8 10:33:35
ljh123 发表于 2024-9-7 17:15
老师您好,最近我也在算一个和本贴极为类似的体系,但是是三价铁络合物(一个单电子)与苯酚自由基(PhO ...

你确定你要优化的这个电子结构是正确的基态电子结构吗
ljh123 发表于 Post on 2024-9-8 00:29:09
可以问问题主怎么解决这个问题的吗?而且我在优化类似结构的时候,发现总是优化成苯酚阴离子+低价金属离子,和自由基+高价金属离子的电荷和自选多重度都是一样的,不清楚该怎么优化成想要的样子
ljh123 发表于 Post on 2024-9-8 00:15:25
wzkchem5 发表于 2022-3-14 15:52
仿照http://sobereva.com/579的做法,用背景电荷描述固相环境对体系的作用。此外金属的第一配位层仍然需 ...

老师您好,最近我也在算一个和本贴极为类似的体系,但是是三价铁络合物(一个单电子)与苯酚自由基(PhO·,一个单电子),并且两者也是羟基氧和铁连接。我结构优化能顺利结束,但检查自旋密度的时候发现,这个结构被优化成四价铁络合物(两个单电子)+苯酚阴离子(PhO-)。可以看到两者的体系自旋多重度都是3,电荷也都一样,所以我想问问该怎么优化到我想要的苯酚自由基+三价铁络合物的结构呢。我尝试过片段组合波函数作初猜也没用
小黑匣 发表于 Post on 2022-3-16 16:13:22
wzkchem5 发表于 2022-3-14 15:52
仿照http://sobereva.com/579的做法,用背景电荷描述固相环境对体系的作用。此外金属的第一配位层仍然需 ...

感谢指点,我按照示例研究研究。
wzkchem5 发表于 Post on 2022-3-14 15:52:38
小黑匣 发表于 2022-3-14 01:58
那如果这不是液相体系,是固相体系,是金属氧化物的话我也试过,仍然无法得到优化后的结构,您知道固相体 ...

仿照http://sobereva.com/579的做法,用背景电荷描述固相环境对体系的作用。此外金属的第一配位层仍然需要显式描述,不管第一配位层是不是溶剂分子都是如此。
小黑匣 发表于 Post on 2022-3-14 08:58:20
wzkchem5 发表于 2022-3-12 16:07
结构不合理,必须对金属离子做显式溶剂化

那如果这不是液相体系,是固相体系,是金属氧化物的话我也试过,仍然无法得到优化后的结构,您知道固相体系怎么处理吗?
小黑匣 发表于 Post on 2022-3-14 08:56:47
sobereva 发表于 2022-3-13 07:30
解决SCF不收敛问题的方法
http://sobereva.com/61
量子化学计算中帮助几何优化收敛的常用方法

好的,我再去试一下,谢谢sob老师。
sobereva 发表于 Post on 2022-3-13 07:30:10
解决SCF不收敛问题的方法
http://sobereva.com/61
量子化学计算中帮助几何优化收敛的常用方法
http://sobereva.com/164
wzkchem5 发表于 Post on 2022-3-12 16:07:10
结构不合理,必须对金属离子做显式溶剂化

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