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关于计算反应机理的浓度因素问题

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发布时间: 2016-6-21 10:58

正文摘要:

各位老师: 你们好!有一个问题想请教一下,通常我们在用量子化学手段计算反应机理时,都很少考虑的体系里各个物质的浓度情况,譬如想下面这个反应 反应会有反应热Delta G ,在大多数机理计算文章中,都是只 ...

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Tinker 发表于 Post on 2016-7-10 20:07:35
dark_cosmos 发表于 2016-6-23 17:17
是的,在计算的时候如何可以直接计算△G就没有必要那么麻烦去计算△G0,还要知道每一种成分的浓度(可逆 ...

谢谢!
dark_cosmos 发表于 Post on 2016-6-23 17:17:06
liyuanhe211 发表于 2016-6-23 13:53
△G=-RTLnK+△G@是比较G和0;标准态的△G0=-RTLnK是比较当前体系的K和Q的大小。完全是等价的

是的,在计算的时候如何可以直接计算△G就没有必要那么麻烦去计算△G0,还要知道每一种成分的浓度(可逆反应通常并不容易求准确)所以误差挺大,我在做显式溶剂的溶剂化自由能时,浓度直接就通过水分子数体现出来,这样计算很方便。而量化中用的隐式溶剂应该算的是标准态的,如果楼主的反应如果可以很容易得到体系里各个物质的浓度,那就使用△G=-RTLnK+△G@计算很方便。
liyuanhe211 发表于 Post on 2016-6-23 13:53:43
dark_cosmos 发表于 2016-6-23 12:33
看楼主计算△G的目的何在,一般查到的数据都是标准态(100kpa)下对应的自由能变。而实际情况不是这样的, ...

△G=-RTLnK+△G@是比较G和0;标准态的△G0=-RTLnK是比较当前体系的K和Q的大小。完全是等价的
dark_cosmos 发表于 Post on 2016-6-23 12:33:56
看楼主计算△G的目的何在,一般查到的数据都是标准态(100kpa)下对应的自由能变。而实际情况不是这样的,很少有真正标准态的反应,尤其是涉及到溶液的情况,溶质的标准态是假想的状态,需要考虑活度(就是由于浓度引起的修正)才有意义。使用公式△G=-RTLnK+△G@计算可以判断最终反应的方向性,而且是必须这样计算才合理(尤其是含有气体的反应△G@影响非常大),除非你的反应物生成物在初始条件时候全都满足标准态,这基本上是不可能的。
还有就是计算溶剂化自由能时,气相标准态的定义不同需要注意,Sob老师已经详细介绍过了 http://sobereva.com/327
Tinker 发表于 Post on 2016-6-23 10:47:13
liyuanhe211 发表于 2016-6-21 16:36
计算的机理每一步都是基元反应,但有机化学里面说的机理不一定。

用△G计算平衡常数时定义本来就是标准 ...

谢谢!我研究一下
Tinker 发表于 Post on 2016-6-23 10:46:59
sobereva 发表于 2016-6-21 18:24
不是△G=RTLnQ而是△G=-RTLnK。

量化程序计算自由能等热力学量的时候都是将体系假设为1atm下的理想气体 ...

好的,我研究一下,谢谢sob老师
sobereva 发表于 Post on 2016-6-21 18:24:25
不是△G=RTLnQ而是△G=-RTLnK。

量化程序计算自由能等热力学量的时候都是将体系假设为1atm下的理想气体考虑。气压决定浓度,你要考察不同浓度(气压)的情况下就在计算时用相应关键词修改气压就完了。
liyuanhe211 发表于 Post on 2016-6-21 16:36:34
计算的机理每一步都是基元反应,但有机化学里面说的机理不一定。

用△G计算平衡常数时定义本来就是标准态下的平衡常数,对应的就是标准态下的△G。浓度在用K^0计算产物和底物的浓度比时才出现。

如同一反应设计不同反应机理,通过动力学控制计算各路径(及其产物)的比例,则浓度项会抵消掉。

我能想到的需要处理的只有标准态不同的情况,例如计算的溶剂化自由能中得到的是产生1M浓度的气相的△G,此时为了和其他的标准态对应,应当换算为产生1atm气相的△G
lyfchem 发表于 Post on 2016-6-21 12:47:51
liu_tiao 发表于 2016-6-21 12:17
反应机理是不是都当成基元反应在处理呢。

总包反应包括相应的基元反应,基元反应就是指的是分子经过一次碰撞,经过一次化学行为就能完成的反应,基元反应的步骤就反映了反应历程,所以每一步就是基元反应啊
liu_tiao 发表于 Post on 2016-6-21 12:17:26
反应机理是不是都当成基元反应在处理呢。

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