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[新手求助] 求助:反应能量折线图,单体和复合物的能量数值倒挂(附计算思路)

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本帖最后由 woller 于 2022-6-6 12:14 编辑

用高斯算化学反应机理,一步反应,路径只有一个过渡态。思路是
1.用TS找到过渡态TS1。用更好基组算了单点能,结合shermo得到特定温度下的吉布斯自由能(记作E3)2.做IRC找到reactant complex和product complex的几何结构,符合预期。分别对两个复合物做结构优化、单点计算。shermo获得特定温度下的吉布斯自由能,反应complex的记作E2,产物complex的记作E4
3.分别对反应物单体和产物单体做结构优化(结合bolzman分布找到了最稳定结构),计算单点能。shermo获得特定温度下的吉布斯自由能, 反应物单体吉布斯自由能之和 E1,产物单体 吉布斯自由能之和E5。

按照上述思路画出来的能量折线图,E1——E2——E3——E4——E5,“诡异地”在单体-复合物之间(反应物和产物都是),出现了相反能量变化。
检查了作图用的能量值,确认按照上述方法产生。计算了好几个类似反应过程,都出现相同问题,一并展示在图中。

求助各位大佬,请问有遇见过类似情况&可能原因吗?
------------
PS:
反应物是三个单体,产物是两个单体。我的计算结果:整个过程的焓变正常,但是熵变导致TS部分抵消了H的变化,体现在G上。
这个反应过程,文献种已有较多示例,包括吉布斯自由能的能量曲线图,都没有出现我算的“倒挂”情况。
PS2:
还尝试过,从complex中提取单体结构,做优化+单点。画出来的图没有定性改变,还是“倒挂”。

挠头一周了。。求各位大佬不吝赐教 [抱拳]

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发表于 Post on 2022-6-6 15:45:16 | 只看该作者 Only view this author
这是完全正常的,复合物的自由能比单体高,说明复合物的平衡浓度很低,可能实验上观测不到,仅此而已。
你看到的文献里面没有这种现象,要么是因为你只看了某个小领域里的文献,这个小领域里面复合物一般比较稳定;要么是因为当复合物自由能比单体高的时候,文献就不把复合物画出来了,导致了幸存者偏差。
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=XW6C6eQAAAAJ
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
主页:http://www.qitcs.qd.sdu.edu.cn/info/1133/1776.htm
GitHub:https://github.com/wzkchem5
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