苯酚化学性质的可视化表示

是桂桂

大佬们好，我想问问如何用Gaussian的功能来表示苯酚分子中羟基和苯环互相影响的结果呀。我想分别用乙醇和苯酚、苯和苯酚对比来表示区别。在高中课本上，苯酚显酸性是因为酚羟基比醇羟基更容易电离出氢离子，另外苯酚的邻、对位相对于苯分子容易发生取代反应，因为邻、对位氢原子活性更强。由于高中不必要掌握电子效应，因此苯酚的这个化学性质我想用电荷量图或者静电势图来直接展示基团之间相互影响的结果，以上是我参考常见方法绘制的图（OPT FREQ B31YP/6-31（d））。结果和事实相悖（也和参考论文不同），电荷量上面苯酚邻、对位C电量并没有比间位高，酚羟基的O也没有比醇的O电荷量高。静电势图也没办法看出哪个的电荷量更高。我想问问各位大佬，这两个方法是不是本身就不适用解释呀，还是说我计算设定有问题呢？

Loading0760

亲核或亲电的反应活性位点,可以试试算fukui函数
参考
http://sobereva.com/460
https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/1 ... 00-8438.2011.03.013

sobereva

讨论反应位点的方法看：
1 亲电取代反应中活性位点预测方法的比较（http://www.whxb.pku.edu.cn/CN/abstract/abstract28694.shtml）、Comparative study on the methods for predicting the reactive site of nucleophilic reaction（https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11426-015-5494-7）
2 幻灯片：Predicting reactive sites（http://sobereva.com/234）
3 Multiwfn手册4.A.4节对各种Multiwfn支持的反应位点预测方法的总结
4 概念密度泛函综述和重要文献合集：http://bbs.keinsci.com/thread-384-1-1.html
5 使用Multiwfn超级方便地计算出概念密度泛函理论中定义的各种量
http://sobereva.com/484（http://bbs.keinsci.com/thread-13328-1-1.html）
6 通过轨道权重福井函数和轨道权重双描述符预测亲核和亲电反应位点
http://sobereva.com/533
7 使用Multiwfn计算双描述符势预测反应位点
http://sobereva.com/708（http://bbs.keinsci.com/thread-46064-1-1.html）
8 TCA上的一篇对比不同原子电荷预测反应位点、亲电/亲核性的文章（http://bbs.keinsci.com/thread-15512-1-1.html）
9 使用Multiwfn通过局部电子附着能(LEAE)考察亲核反应位点、难易及弱相互作用
http://sobereva.com/676

是桂桂

Loading0760 发表于 2024-11-18 16:50
亲核或亲电的反应活性位点,可以试试算fukui函数
参考
http://sobereva.com/460

谢谢老师！一下子给到关键词了哈哈，我摸不着头脑来着。

是桂桂

sobereva 发表于 2024-11-19 08:32
讨论反应位点的方法看：
1 亲电取代反应中活性位点预测方法的比较（http://www.whxb.pku.edu.cn/CN/abstra ...

哇塞老师！《亲电取代反应中活性位点预测方法的比较》这篇直接解答我的本质疑问了！感谢老师另外想问一下，单纯论苯酚的酸性，可以从比较酚羟基和醇羟基中氧原子的静电势高低来解释吗？

sobereva

是桂桂 发表于 2024-11-19 11:38
哇塞老师！《亲电取代反应中活性位点预测方法的比较》这篇直接解答我的本质疑问了！感谢老师 ...

不能
建议看此文和pKa有关的部分
谈谈怎么计算“原子的静电势”
http://sobereva.com/641（http://bbs.keinsci.com/thread-29998-1-1.html）

是桂桂

sobereva 发表于 2024-11-19 11:41
不能
建议看此文和pKa有关的部分
谈谈怎么计算“原子的静电势”

懂了老师，比较酸性应该从氢原子的原子核静电势来展开是吧，那是否可以通过直接计算氢原子的原子电荷量来比较呢？如果可以的话，比较苯酚的取代，是否可以直接通过计算碳原子的原子电荷l量来比较呢？（这个问题的背景源于我想用一个高中生能直观理解的图，来给他们展示酚羟基和苯环的相互影响，相比于静电势感觉原子电荷差异更加易讲解，所以想问问基团的相互影响 取代活性和解离性是否能统一用原子电荷差异来解释）

sobereva

是桂桂 发表于 2024-11-19 14:00
懂了老师，比较酸性应该从氢原子的原子核静电势来展开是吧，那是否可以通过直接计算氢原子的原子电荷量来 ...

上面提供的资料里，尤其是《亲电取代反应中活性位点预测方法的比较》，包括了用原子电荷预测反应位点的情况

对于H的酸性，和它的原子电荷也有密切相关性，看Molecular Acidity-An Accurate Description with Information-Theoretic Approach in Density Functional Reactivity Theory（Journal of Computational Chemistry 2018, 39, 117–129）



顺带一提，下个月将要举办的新一届的量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班（http://www.keinsci.com/WFN）会把所有相关概念一次性讲完整，对于这方面分析感兴趣的话这是很重要的学习机会。

是桂桂

谢谢卢老师耐心解答我全部问题，我明白啦!