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NH2Cl水解活化能计算求助!

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发布时间: 2018-4-12 18:23

正文摘要:

本帖最后由 1601214963 于 2018-4-12 18:34 编辑 问题:为什么我计算氯胺水解的活化能和别人计算的活化能相差甚远? NH2Cl在水溶液里会发生水解反应,NH2Cl+H2O→NH3+HOCl ,一氯胺水解平衡常数大约为2.8 × 10 ...

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mutron 发表于 Post on 2018-4-19 13:58:08
本帖最后由 mutron 于 2018-4-19 17:04 编辑
1601214963 发表于 2018-4-19 10:21
我认真看了下我5水的IRC追踪,我的显示结构并没有参与到反应中去,我的TS结构应该和文章中不一样,应该还 ...

嗯,我看到你1L的图片里面两个产物溶剂水分子的氢原子位置基本没变动,而且N-Cl-O角和不加显式水分子时候基本一样,觉得你优化的TS结构很有可能不是能量最低(文章SI里有他们搜索过能量最低的TS结构)


原文加了显式水的TS里均有参与(环状)质子链转移的水分子,N-Cl-O角也逐渐趋向于直线(类似于卤键在键轴上的sigma穴?):
            


题主的TS结构更类似于没有加溶剂水(所以你加了显式水前后计算的结果一样也就不奇怪了),显式水分子并没有参与到质子转移的过程:
在气相中用B3LYP/6-31G*重新优化得到TS结构的自由能,比原文的高了205kj/mol


如果使用原文SI里面5个显式水结构计算氯胺水解活化能为:106kj/mol (B3LYP/6-31G*)

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1601214963 发表于 Post on 2018-4-19 10:21:31
mutron 发表于 2018-4-18 22:00
题主能否提供你计算的5个显式水的过渡态结构坐标?(最好把你IRC跑的产物结构也贴上吧)

原文章的过渡态 ...

我认真看了下我5水的IRC追踪,我的显示结构并没有参与到反应中去,我的TS结构应该和文章中不一样,应该还存在一个结构IRC追踪中,会有H2O中的H转移,我觉得这样话就能降低能垒了
1601214963 发表于 Post on 2018-4-19 10:04:28
mutron 发表于 2018-4-18 22:00
题主能否提供你计算的5个显式水的过渡态结构坐标?(最好把你IRC跑的产物结构也贴上吧)

原文章的过渡态 ...

TS
0 1
N                 -0.73777400   -0.98137000   -0.13941000
H                 -1.42552900   -1.71880100    0.05942300
H                 -0.09326000   -0.68419900    0.61972800
H                 -0.31564200   -1.01807500   -1.06420000
Cl                -2.56358100    0.44006100   -0.34524900
O                 -3.24851700   -1.73685000    0.05605700
H                 -3.46230400   -1.51312800    0.98074800
O                  2.55881400   -2.27044800    0.23692300
H                  2.57664400   -1.59817400   -0.48583200
H                  1.75196400   -2.77781900    0.04577200
O                  1.23832700   -0.37244100    1.82623300
H                  1.59489000    0.44482600    1.39022600
H                  1.77100100   -1.08837300    1.40297700
O                 -0.32790200    2.92388300    0.06325100
H                 -0.87075600    2.11594400   -0.02015000
H                 -0.45392700    3.17744400    0.99359000
O                  2.48245800   -0.19150600   -1.61675900
H                  1.65599300   -0.25670000   -2.12551400
H                  3.17959500   -0.16378200   -2.29488800
O                  2.19534800    1.78063500    0.37630300
H                  1.31788800    2.20461500    0.21170100
H                  2.33052000    1.19858200   -0.40453900

IRC-Reactants
0 1
N                 -1.30983600   -0.78451600   -0.20354900
H                 -2.46908900   -2.20810600    0.15831900
H                 -0.55413800   -0.65733000    0.48763100
H                 -0.86059100   -0.79844200   -1.12028100
Cl                -2.19853400    0.75622000   -0.17770700
O                 -3.06286100   -2.97789500    0.31265700
H                 -3.55541900   -2.75521600    1.11174100
O                  2.54338200   -2.31047800    0.20498800
H                  2.54600600   -1.67221900   -0.53662800
H                  2.12366400   -3.10449700   -0.14830100
O                  0.93750600   -0.51494500    1.73583200
H                  1.35272800    0.29548200    1.37236000
H                  1.45242400   -1.23521900    1.32159200
O                  0.30721600    3.57708100   -0.25498200
H                 -0.54631300    3.12439800   -0.22990800
H                  0.24260800    4.25362700    0.43190400
O                  2.46415200   -0.25336700   -1.72987600
H                  1.63110100   -0.25992300   -2.22066900
H                  3.15243700   -0.20300900   -2.40683000
O                  2.23071200    1.62749400    0.42333800
H                  1.58151900    2.31480200    0.17125200
H                  2.36467500    1.09076000   -0.37988700

IRC-Products
0 1
N                 -0.24727000   -1.67776600   -1.93194400
H                 -0.80471700   -1.03194600   -2.48666200
H                 -0.79200000   -1.88882300   -1.09858400
H                 -0.18162300   -2.54192800   -2.46518800
Cl                -3.24692700    0.54506600   -0.39806400
O                 -3.51184700   -1.11073700    0.02396000
H                 -4.00337100   -1.06647100    0.86218200
O                  3.36917500   -2.19552700    0.75394800
H                  2.96801000   -1.71599300   -0.00450900
H                  2.88422900   -3.02807600    0.80839800
O                  2.64390300   -0.15411200    2.62167900
H                  2.41769500    0.52143100    1.95187900
H                  2.89678100   -0.92751700    2.08172800
O                 -0.27881700    3.04692400    0.16439600
H                 -0.90291100    2.80893400    0.86235200
H                 -0.10441300    3.98669600    0.30521800
O                  2.20980300   -0.66636100   -1.26141700
H                  1.31427600   -1.03117700   -1.54175600
H                  2.72020100   -0.56328200   -2.07440800
O                  2.13823900    1.58138600    0.42900000
H                  1.29309100    2.06156100    0.33026400
H                  2.11224200    0.85536800   -0.22798400


sobereva 发表于 Post on 2018-4-19 03:33:55
1601214963 发表于 2018-4-18 14:53
老师,我第一组 smd 模型  和 第二组 5个显示水+smd 模型 结果两者差不多,那是因为都用来隐式的么?我是 ...

差不多是因为此时的显式水只是起到外环境作用,没有对化学反应起到关键性影响
凡是用显式溶剂模型,若无特殊情况,一律同时结合隐式溶剂模型时用,即使用杂化溶剂模型
mutron 发表于 Post on 2018-4-18 22:00:44
题主能否提供你计算的5个显式水的过渡态结构坐标?(最好把你IRC跑的产物结构也贴上吧)

原文章的过渡态、产物结构都是气相下优化,然后再加上(气相结构)溶剂模型下计算的单点能和气相下计算的单点能之差,得到溶剂环境下的自由能。只是它用的是B3LYP/6-31g*
1601214963 发表于 Post on 2018-4-18 14:53:30
sobereva 发表于 2018-4-13 09:08
建议你先用文章当中完全相同的级别把文章里的结果重复一遍,验证基本流程合理。

是否考虑额外几个显式水 ...

老师,我第一组 smd 模型  和 第二组 5个显示水+smd 模型 结果两者差不多,那是因为都用来隐式的么?我是不是应该拿 smd模型和只有5个显示的进行对比。这样会用不同么?
sobereva 发表于 Post on 2018-4-13 09:08:45
建议你先用文章当中完全相同的级别把文章里的结果重复一遍,验证基本流程合理。

是否考虑额外几个显式水,不会造成这么大差异。
agent99 发表于 Post on 2018-4-13 03:02:28
本帖最后由 agent99 于 2018-4-12 13:04 编辑

“NH2Cl在水溶液里会发生水解反应,NH2Cl+H2O→NH3+HOCl ,一氯胺水解平衡常数大约为2.8 × 10 -10 数据来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Chloramine我计算了NH2Cl水解的活化能为 0.11au,即296kJ/mol.(ps,不敢相信这个数值)”

这个数确实太高了,不过和水解平衡常数有什么关系?

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