求助离子反应寻找过渡态时抗衡金属离子该如何摆放位置

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-2 11:02:21

各位老师好，我想计算如图1所示的反应，图2是不考虑钠离子时的过渡态，但反应能垒过高，考虑金属离子应该会参与，图3是反应物能量最低的结构，在此结构上做了一些过渡态的初猜都不太对，不知这个过渡态中钠离子该摆放在哪里比较合适？

图1：

图2：

图3：

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-2 15:01:37

应该先对Na的第一配位层做显式溶剂化，再考虑Na的位置的问题

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-2 16:15:50

wzkchem5 发表于 2021-9-2 15:01
应该先对Na的第一配位层做显式溶剂化，再考虑Na的位置的问题

谢谢老师回复，不太明白为什么要考虑溶剂分子配位？如果要在钠周围配位一层溶剂感觉计算量太大了，有没有简便一些的做法呢？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-2 17:00:02

WMQueen 发表于 2021-9-2 09:15
谢谢老师回复，不太明白为什么要考虑溶剂分子配位？如果要在钠周围配位一层溶剂感觉计算量太大了，有没有 ...

没有，如果你们的机子这么大体系都算不动，那说明你应该去申请超算机时。。。
因为所有的隐式溶剂模型在溶剂和体系作用足够强的时候都会不准。比如溶剂和体系有配位作用，或者强氢键（明显比溶剂本身彼此形成的氢键强）的时候，这些与体系作用比较强的溶剂分子必须显式考虑。用隐式溶剂模型描述Na+的误差，搞不好比Na+对这个反应的影响还要大

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-2 17:29:07

wzkchem5 发表于 2021-9-2 17:00
没有，如果你们的机子这么大体系都算不动，那说明你应该去申请超算机时。。。
因为所有的隐式溶剂模型在 ...

谢谢老师，配位的溶剂分子数量该如何确定？是要根据 http://bbs.keinsci.com/thread-9147-1-1.html 帖子中的方法将钠离子完全包裹起来吗？
优化出包裹有溶剂层的钠离子之后又该如何考虑反应中钠的位置？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-2 19:43:25

WMQueen 发表于 2021-9-2 10:29
谢谢老师，配位的溶剂分子数量该如何确定？是要根据 http://bbs.keinsci.com/thread-9147-1-1.html 帖子 ...

这样做也可以，但是个人比较推荐用molclus做构型搜索，这也可以顺便解决反应中Na的位置的问题

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-3 14:56:04

wzkchem5 发表于 2021-9-2 19:43
这样做也可以，但是个人比较推荐用molclus做构型搜索，这也可以顺便解决反应中Na的位置的问题

老师，我搜索并学习了一下相关的帖子，不知这样的做法是否可行：
1.用genmer生成一个HB（OCOH）3-、一个BH4-、两个Na+，十个溶剂分子的50个团簇初始构型，产生traj.xyz文件
2.用Moclus调用xtb在GFN1-xTB下做批量优化，得到isomers.xyz文件
3.用isostat对isomer.xyz中的结构进行能量排序
4.取能量最低的结构做DFT优化，并在此结构上做过渡态初猜

另：不知用GFN1-xTB做批量优化时是否需要结合隐式溶剂模型？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-3 16:43:12

WMQueen 发表于 2021-9-3 07:56
老师，我搜索并学习了一下相关的帖子，不知这样的做法是否可行：
1.用genmer生成一个HB（OCOH）3-、一个 ...

嗯，可以，不过10个溶剂分子我不知道够不够，你如果发现最稳定构型的溶剂分子没有完全把溶质包起来，可以考虑再多加溶剂分子。另外GFN2-xTB可能比GFN1-xTB好一些。
需要加隐式溶剂模型

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-3 17:01:38

wzkchem5 发表于 2021-9-3 16:43
嗯，可以，不过10个溶剂分子我不知道够不够，你如果发现最稳定构型的溶剂分子没有完全把溶质包起来，可以 ...

好的非常感谢您

喵星大佬 · 发表于 Post on 2021-9-4 04:52:18

你这反应应该是在大极性溶剂里做的，此时Na+可以考虑完全解离，能量计算的主要问题应该是隐式溶剂模型对阴离子描述过烂造成的，注意好你的计算级别(阴离子要加弥散等)，一般来说对着阴离子加部分显式溶剂变成杂化溶剂模型会有显著改善

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-4 14:52:35

WMQueen 发表于 2021-9-3 17:01
好的非常感谢您

老师，我用上述的方法搜索出来的结构很奇怪，HB（OCOH）3-和BH4-的结构完全不对了，是优化方法不合理吗？输入输出文件见附件。

输入输出文件.zip (302.41 KB, 下载次数 Times of downloads: 2)

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-4 20:27:09

WMQueen 发表于 2021-9-4 07:52
老师，我用上述的方法搜索出来的结构很奇怪，HB（OCOH）3-和BH4-的结构完全不对了，是优化方法不合理吗？ ...

molclus只能搜反应物和产物，不能搜过渡态，除非对过渡态加一些键长限制

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-14 19:08:25

wzkchem5 发表于 2021-9-4 20:27
molclus只能搜反应物和产物，不能搜过渡态，除非对过渡态加一些键长限制

老师，我搜索的是反应物，我是用GFN2-xTB优化一个HB（OCOH）3-、一个BH4-、两个Na+，十个溶剂分子的团簇，出现了上述结果，HB（OCOH）3-部分结构完全不对了。

WMQueen · 发表于 Post on 2021-9-14 19:13:17

喵星大佬发表于 2021-9-4 04:52
你这反应应该是在大极性溶剂里做的，此时Na+可以考虑完全解离，能量计算的主要问题应该是隐式溶剂模型对阴 ...

溶液极性不大，而且两个阴离子相互排斥，我觉得不考虑钠离子部分计算似乎不太合理呀。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-14 19:26:13

WMQueen 发表于 2021-9-14 12:08
老师，我搜索的是反应物，我是用GFN2-xTB优化一个HB（OCOH）3-、一个BH4-、两个Na+，十个溶剂分子的团簇 ...

可能是初始结构不合理，摆太近了，导致直接反应了

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