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如何计算电子的热力学参数?

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发布时间: 2022-10-6 22:28

正文摘要:

各位老师好,我想使用shermo计算电子的热力学参数,主要是焓和熵。 我想问的是,是否还需要像对原子和分子做结构优化那样,首先对电子做结构优化? 其次,如果是进行结构优化,如何在元素周期表中找到电子呢? ...

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wzkchem5 发表于 Post on 2022-10-7 15:24:19
hiramqdl 发表于 2022-10-7 08:17
我通过opt_freq优化后,将output文件输出到shermo,获得的热力学参数与janaf上面的基本一致,至少在6000K ...

温度接近体系的电离温度的时候,电子熵会极快地增加。所以6000K以下靠谱不代表30000K的时候靠谱
hiramqdl 发表于 Post on 2022-10-7 15:17:52
wzkchem5 发表于 2022-10-7 15:10
即便是分子,原子和离子也不好算,因为一般你看到的计算方法只适用于体系完全处于电子基态的情形,在几万 ...

我通过opt_freq优化后,将output文件输出到shermo,获得的热力学参数与janaf上面的基本一致,至少在6000K以下是基本接近的相差不到1。
wzkchem5 发表于 Post on 2022-10-7 15:10:47
hiramqdl 发表于 2022-10-7 08:05
计算吉布斯自由能的最小值,求得不同温度下的粒子组分,应该就是您说的平衡常数吧。所以我需要计算所有粒 ...

即便是分子,原子和离子也不好算,因为一般你看到的计算方法只适用于体系完全处于电子基态的情形,在几万K下那些计算方法都是不成立的。
相比之下电子的焓、熵问题可能倒是次要一点的,因为至少可以从几千K的数据拟合曲线外推到你要的温度,虽然我不知道这个做法是不是业内公认的,也不知道误差多大。
hiramqdl 发表于 Post on 2022-10-7 15:05:32
wzkchem5 发表于 2022-10-7 14:22
你要算这些反应的速率吗,还是只关心平衡常数?
这种自发电离反应的速率常数,高斯是算不了的,需要用支 ...

计算吉布斯自由能的最小值,求得不同温度下的粒子组分,应该就是您说的平衡常数吧。所以我需要计算所有粒子的焓和熵,分子,原子和离子都好算,就是电子不知道该怎么算了
wzkchem5 发表于 Post on 2022-10-7 14:22:24
hiramqdl 发表于 2022-10-7 02:54
感谢您的回复,我的模型是在真空中冲入N2,计算N2在高温高压下的分解,我再janaf网站上找到了电子的熵和 ...

你要算这些反应的速率吗,还是只关心平衡常数?
这种自发电离反应的速率常数,高斯是算不了的,需要用支持CAP(complex absorbing potential)的程序计算。平衡常数(包括焓变、熵变等)高斯也算不准,因为这么高温度下,”电子处于基态“的近似不成立了,必须用Fermi展宽的方法考虑激发态对电子熵的贡献。高斯虽然支持Fermi展宽,但是电子温度是预先给定的,似乎不支持用户输入电子温度,所以高斯做不了这个计算,可以考虑用orca计算。另外也值得考虑一下电子温度对于XC泛函的贡献,如果不可忽略的话,需要用Mermin-Kohn-Sham理论(https://mattermodeling.stackexch ... es-of-dft/9108#9108)才能算准,那样即使orca也做不了了。
hiramqdl 发表于 Post on 2022-10-7 09:54:06
wzkchem5 发表于 2022-10-6 22:39
但凡是单原子或单粒子的体系(单独的质子、单独的电子),都不需要且不能做结构优化。
单独的质子、单独的 ...

感谢您的回复,我的模型是在真空中冲入N2,计算N2在高温高压下的分解,我再janaf网站上找到了电子的熵和焓,但是只有6000k温度以下的数据,我需要30000k左右的数据。主要就是这三个反应N —> N(+)+e,N(+)—>N(+2)+e,以及N—>N(-)-e。看了您推荐的网址以后,还是不太明白。想麻烦您具体说说
wzkchem5 发表于 Post on 2022-10-6 22:39:00
但凡是单原子或单粒子的体系(单独的质子、单独的电子),都不需要且不能做结构优化。
单独的质子、单独的电子的焓和熵有特殊计算方法,不能像算原子、分子那样从频率计算得来,参见http://bbs.keinsci.com/thread-7077-2-1.html#pid184101

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