能否通过增强采样方法获得的自由能求出所模拟反应的时间尺度？

YUX

各位老师好，我最近利用元动力学研究了一个固体中的某个原子进入水溶液的过程，并得到了反应路径及一系列能量变化、状态之间的自由能垒。目前有几个问题想请各位老师指导：
1、之前拜读过社长的文章，了解了可以基于过渡态理论得到的自由能垒计算得到化学反应速率，不知道Metadynamics得到的自由能垒能否通过类似的方法得到化学反应速率？
2、或者我是否可以使用阿伦尼乌斯公式简单推算化学反应速率？（但是这里涉及指前因子数值的确定也是个问题……）
3、另外还想问一下如果我计算出化学反应速率，我应该如何通过化学反应速率得到这个反应的时间尺度呢？直接取倒数是合适的方法吗？

丁越

可以基于过渡态理论得到的自由能垒计算得到化学反应速率

前因后果搞错了，套到过渡态理论方程中的自由能垒项是你事先先算出来的。不管是MetaDynamics还是静态计算得到的能垒，都可以套到该公式中计算反应速率。

可以通过这个简化版的Eyring方程来估计反应所需的时间尺度：10^13exp(-Ea/RT)，假如在700K下，某个反应的能垒是0.5 eV，那么得到的反应速率大约是0.0025 ps^-1，取倒数后，也就是说该反应每经过400 ps才能发生一次。

YUX

丁越 发表于 2023-12-7 09:04
前因后果搞错了，套到过渡态理论方程中的自由能垒项是你事先先算出来的。不管是MetaDynamics还是静态计算 ...

谢谢您的指点，我明白了，非常感谢！