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水溶液中甲酸和氢氧化钠反应焓变如何计算?

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发布时间: 2023-9-11 21:56

正文摘要:

各位老师好,刚接触量子化学计算,想要用Gaussian输出的热力学焓数据来计算中和热(以甲酸和氢氧根反应为例),离子方程式如下:HCOOH + OH- ==HCOO- + H2O            &nb ...

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无名ovo 发表于 Post on 2023-9-28 20:54:27
sobereva 发表于 2023-9-27 04:01
正经做计算的人基本没有直接从opt freq任务里读取热力学量的,都是相对便宜级别的热力校正量和高精度单点 ...

谢谢老师,这就按您说的去计算。
无名ovo 发表于 Post on 2023-9-28 20:53:22
wzkchem5 发表于 2023-9-27 00:48
试一下做显式溶剂化。尤其是氢氧根,和水有强氢键,隐式溶剂模型描述不准,需要至少把和OH-直接形成氢键 ...

谢谢解答,按您说的去试试。
sobereva 发表于 Post on 2023-9-27 04:01:18
无名ovo 发表于 2023-9-26 21:08
sob老师,按您说的做了计算,计算结果还是不理想,没有找到问题出在哪里,想向您请教下。
这是具体计算 ...

正经做计算的人基本没有直接从opt freq任务里读取热力学量的,都是相对便宜级别的热力校正量和高精度单点能相加来得到

参考北京科音基础量子化学培训班(http://www.keinsci.com/workshop/KBQC_content.html)的ppt


wzkchem5 发表于 Post on 2023-9-27 00:48:03
本帖最后由 wzkchem5 于 2023-9-26 17:49 编辑
无名ovo 发表于 2023-9-26 14:08
sob老师,按您说的做了计算,计算结果还是不理想,没有找到问题出在哪里,想向您请教下。
这是具体计算 ...

试一下做显式溶剂化。尤其是氢氧根,和水有强氢键,隐式溶剂模型描述不准,需要至少把和OH-直接形成氢键的水分子画出来。甲酸根同理但必要性次之,甲酸再次之。
参考https://mattermodeling.stackexch ... -molecule/9482#9482

另外一个问题:这个理论级别对于结构优化来说太高了(双杂化泛函/ma-def2-TZVP绰绰有余了),对于单点计算来说太低了(CCSD必须加(T)得到的能量才可靠)。应该把CCSD加到CCSD(T)算单点能
无名ovo 发表于 Post on 2023-9-26 21:08:42
sobereva 发表于 2023-9-12 17:34
这么点体系,直接上CCSD(T)/aug-cc-pVTZ
而且要注意和实验数据的可比性,弄清楚实验测定的条件
同一个原 ...

sob老师,按您说的做了计算,计算结果还是不理想,没有找到问题出在哪里,想向您请教下。
这是具体计算过程和结果:
计算过程:构建反应物产物结构→执行“#p opt freq ccsd/aug-cc-pvtz scrf=(solvent=water)”任务→计算焓变(Sum of electronic and thermal Enthalpies的差值)
计算结果:
  
甲酸和氢氧根反应
  
物质名称
焓值(Hartree
焓变(Hartree
反应热(kJ/mol
中和热(kJ/mol)
溶剂
方法和基组
反应物
甲酸
-189.458676
-0.048955
-128.53
57.3左右
ccsd/aug-cc-pvtz
氢氧根
-75.814277
产物
甲酸根
-189.006931
-76.314977


无名ovo 发表于 Post on 2023-9-16 21:53:12
wzkchem5 发表于 2023-9-15 15:18
”同一个原子在反应前后的基组必须一致“的优先级比”中性分子不加弥散“的优先级要高,当两者冲突时,应 ...

谢谢您的讲解,记住了。
wzkchem5 发表于 Post on 2023-9-15 15:18:55
无名ovo 发表于 2023-9-13 14:54
谢谢,考虑到阴离子(OH-和HCOO-)要加弥散,分子不加弥散。不清楚这样想是否可行。

”同一个原子在反应前后的基组必须一致“的优先级比”中性分子不加弥散“的优先级要高,当两者冲突时,应该优先满足前者。例如:计算HCOOH脱质子形成HCOO-,产物的两个O必须加弥散,所以反应物的两个O也必须加弥散(因为需要基组统一),即便反应物是中性分子也必须加。但是如果你整篇文章涉及HCOOH却不涉及HCOOH脱质子的过程,也没有其他加弥散的理由(算极化率等),那一般不用加弥散。
无名ovo 发表于 Post on 2023-9-14 22:18:06
谢谢老师,明白了,我这就试试。
想向您请教下,想通过Gaussian的频率分析获得的焓数据,用反应前后焓变计算有机化学反应热,不清楚理论上是否可行。
sobereva 发表于 Post on 2023-9-13 22:08:54
无名ovo 发表于 2023-9-13 21:55
谢谢Sob老师,对阴离子和分子做Opt+Freq基组选择有疑问,“考虑到阴离子(OH-和HCOO-)要加弥散,分 ...

这么小的体系,纠结谁加谁不加弥散没意义,都加上就完了

对氢可以做振动分析得到热力学量
无名ovo 发表于 Post on 2023-9-13 21:55:29
sobereva 发表于 2023-9-12 17:34
这么点体系,直接上CCSD(T)/aug-cc-pVTZ
而且要注意和实验数据的可比性,弄清楚实验测定的条件
同一个原 ...

    谢谢Sob老师,对阴离子和分子做Opt+Freq基组选择有疑问,“考虑到阴离子(OH-和HCOO-)要加弥散,分子若是加弥散会不会导致计算结果不合理”。
    也想向您请教下,想通过Gaussian频率分析获得的H数据计算有机化学反应热,不清楚理论上是否可行。片段化的学习始终有很多困惑。
无名ovo 发表于 Post on 2023-9-13 21:54:26
linzz 发表于 2023-9-12 14:14
不能用不同的基组,而且你的基组太小了。可以看看这个。http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread& ...

谢谢,考虑到阴离子(OH-和HCOO-)要加弥散,分子不加弥散。不清楚这样想是否可行。
sobereva 发表于 Post on 2023-9-12 17:34:33
这么点体系,直接上CCSD(T)/aug-cc-pVTZ
而且要注意和实验数据的可比性,弄清楚实验测定的条件
同一个原子在不同体系中用的基组必须严格统一,否则能量求差时系统性误差没法抵消
linzz 发表于 Post on 2023-9-12 14:14:03
不能用不同的基组,而且你的基组太小了。可以看看这个。http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 9%B5%C4%D1%A1%D4%F1

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