能否通过溶剂化自由能(solvation free energy)定性的判定物质是否可溶于水

12123450908 · 发表于 Post on 2024-12-30 18:02:45

本帖最后由 12123450908 于 2024-12-30 18:04 编辑

各位老师好：

我现在有一个疑问：能否通过溶剂化自由能(solvation free energy)定性的判定物质是否可溶于水

在b3lyp-d3(bj)/6-311g(d,p) scrf=(smd,solvent=water)的条件下分别优化了A、水、B
在m052x 6-31g(d)和m052x 6-31g(d) scrf=(smd,solvent=water)下分别计算能量作差值得到A、水、C的溶剂化自由为ΔGA、ΔG水、ΔGB

假设结果为：ΔGA＜ΔG水＜ΔGB

那么能否以水的溶剂化自由能为分界线，定性的判定A可溶于水，B不可溶于水？

感谢各位老师！

超限制抱怨 · 发表于 Post on 2024-12-30 18:27:30

感觉不如算偶极矩

wzkchem5 · 发表于 Post on 2024-12-30 18:28:16

不能。这里有若干问题：
（1）溶剂化自由能是气相和溶液相的自由能之差，如果A、B的纯物质不是气体，则计算结果和溶解性无关。
（2）即使A、B的纯物质是气体，ΔG水＜ΔGB只代表：(B的分压)/(B的浓度) > (水的饱和蒸汽压)/(纯水的浓度)。后者是一个很小的值，因为室温下水的饱和蒸汽压远小于一个大气压，纯水的浓度55.6M远大于1M。所以当ΔGB大于ΔG水，但大得不太多的时候，B仍然可能是易溶于水的。ΔGA＜ΔG水倒是可以说明A易溶于水，某种程度上说A“比水蒸气更易溶于水”。

12123450908 · 发表于 Post on 2024-12-30 18:48:24

本帖最后由 12123450908 于 2024-12-30 18:50 编辑

wzkchem5 发表于 2024-12-30 18:28
不能。这里有若干问题：
（1）溶剂化自由能是气相和溶液相的自由能之差，如果A、B的纯物质不是气体，则计 ...

感谢老师的回复！

那我的物质多数为液体，看来是用不了这个溶剂化自由能了

那现在我的疑问就转变为：有没有一个指标，可以用作分界线，定性判定物质是否可溶于水，

12123450908 · 发表于 Post on 2024-12-30 18:49:50

本帖最后由 12123450908 于 2024-12-30 18:51 编辑

超限制抱怨发表于 2024-12-30 18:27
感觉不如算偶极矩

感谢老师的回复！

那偶极矩可以用作分界线定性判定物质是否可溶于水吗？

lemon_electron · 发表于 Post on 2024-12-30 19:50:38

12123450908 发表于 2024-12-30 18:49
感谢老师的回复！

那偶极矩可以用作分界线定性判定物质是否可溶于水吗？

可以用极性描述符判断一下，不过只能判断个亲水性，还不是真正的溶解度，也只能做个强弱的定性。
见sob老师在之前的帖子里的回复
http://bbs.keinsci.com/forum.php ... =%C7%D7%CB%AE%D0%D4

wzkchem5 · 发表于 Post on 2024-12-30 19:59:08

12123450908 发表于 2024-12-30 11:48
感谢老师的回复！

那我的物质多数为液体，看来是用不了这个溶剂化自由能了

液体相对简单一些，比如液体A是否溶于水，大体相当于A在纯A里溶得更好还是在水里溶得更好，所以做两个计算，一个算A，溶剂也选A；另一个算A，溶剂选水。如果前者溶解自由能明显更低，就是难溶，如果前者明显比后者高，就是易溶，如果前者和后者很接近，就是部分混溶。
固体要困难得多

12123450908 · 发表于 Post on 2024-12-30 21:20:45

lemon_electron 发表于 2024-12-30 19:50
可以用极性描述符判断一下，不过只能判断个亲水性，还不是真正的溶解度，也只能做个强弱的定性。
见sob ...

感谢老师的回复！

12123450908 · 发表于 Post on 2024-12-30 21:31:05

本帖最后由 12123450908 于 2024-12-30 21:33 编辑

wzkchem5 发表于 2024-12-30 19:59
液体相对简单一些，比如液体A是否溶于水，大体相当于A在纯A里溶得更好还是在水里溶得更好，所以做两个计 ...

再次感谢老师的回复！

我想做一个物质变化过程中是否可溶于水，例如A→B，中间有很多中间体。

对于老师所说的方法，可能不好实现，因为很多中间体很难通过内置溶剂或者自定义方法选择对应的中间体溶剂，然后用于比较

所以还想请问老师：还有没有其他指标，可以用作分界线，定性判定物质是否可溶于水？

我看到6#的老师回复，还想请问：sob老师的MPI指数是否可用于定性判定物质是否可溶于水？

感谢老师！

wzkchem5 · 发表于 Post on 2024-12-30 22:01:58

12123450908 发表于 2024-12-30 14:31
再次感谢老师的回复！

我想做一个物质变化过程中是否可溶于水，例如A→B，中间有很多中间体。

我觉得还是算溶解自由能比较好，如果有的中间体找不到介电常数的话，可以用类似结构的、程序支持的溶剂来代替。MPI指数如果能找到文献做过benchmark，给出过以什么数为易溶和难溶的分界线的话，也可以用；否则用溶解自由能更好，因为从理论上就可以推出来分界线大约是A在A中的溶解自由能等于A在水中的溶解自由能，不是一定要有文献支持

12123450908 · 发表于 Post on 2025-1-1 21:49:26

wzkchem5 发表于 2024-12-30 22:01
我觉得还是算溶解自由能比较好，如果有的中间体找不到介电常数的话，可以用类似结构的、程序支持的溶剂来 ...

好的，感谢老师的回复！

祝老师新年快乐，工作顺利！

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[综合交流] 能否通过溶剂化自由能(solvation free energy)定性的判定物质是否可溶于水

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