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[新手求助] 过渡态自由能能垒为负值求教

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楼主
各位老师,我想请教一下:计算条件:有机体系中氢转移的过渡态,优化方法:b3lyp/6-311g**,单点能计算M06-2x/6-311+g**
在计算氢转移过渡态自由能时,发现反应物的自由能垒高于过渡态的自由能垒,但是反应物的电子能量是低于过渡态的电子能量的,两者差值很小(1kal/mol),该怎么解释,我看老师论坛里说这个是常见的现象。有什么文献可以引用吗?主要是想求文献的引用。


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发表于 Post on 2020-3-23 11:08:00 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 zjxitcc 于 2020-3-23 11:11 编辑

描述误:“发现反应物的自由能垒高于过渡态的自由能垒” ->“发现反应物的自由能高于过渡态的自由能”。
常见现象,无需引用,如果你仔细想想可能会发现自己学过,这个可以说是基本量化知识。
我见过一些用奇怪基组的文章,为了给自己撑腰引用了别人的文章(奇怪基组的来源),结果原文里也没写为啥。倒不如理解为第一次侥幸让审稿人给过了(很多审稿人一般不注意这个细节),造成了后面一连串奇怪基组的文章,因此不引用也罢。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-3-23 11:23:41 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2020-3-23 11:08
描述误:“发现反应物的自由能垒高于过渡态的自由能垒” ->“发现反应物的自由能高于过渡态的自由能”。
...

明白了,谢谢老师,这下安心了

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发表于 Post on 2023-5-11 14:30:00 | 只看该作者 Only view this author
请教各位老师,过渡态自由能能垒为负值的含义是什么呢?

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发表于 Post on 2023-5-15 11:31:16 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2020-3-23 11:08
描述误:“发现反应物的自由能垒高于过渡态的自由能垒” ->“发现反应物的自由能高于过渡态的自由能”。
...

你好,老师。
1、想请教一下,O2分子吸附在表面的自由能,如果自由能是负值,说明O2分子可以自发吸附?
2、还想请教一下,如果是O2分子吸附后优化后解离为两个O原子,是不是要计算两个O原子的自由能了?感谢老师的指点。

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发表于 Post on 2023-5-16 10:30:09 | 只看该作者 Only view this author
wangyuxiao 发表于 2023-5-15 11:31
你好,老师。
1、想请教一下,O2分子吸附在表面的自由能,如果自由能是负值,说明O2分子可以自发吸附?
...

1. 如果自由能变是负值,说明吸附在热力学上是有利的(注意,是自由能变,不是自由能。化学关心的是能量变化,不是绝对能量)。是否能自发吸附,还涉及到动力学问题,也即吸附能垒低不低。
2. 取决于你的研究问题、你想计算的物理量,无法一概而论。
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发表于 Post on 2023-5-16 10:52:25 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2023-5-16 10:30
1. 如果自由能变是负值,说明吸附在热力学上是有利的(注意,是自由能变,不是自由能。化学关心的是能量 ...

谢谢老师的回复。
关于自由能变,我看vaspkit软件只能计算校正自由能,老师所说的自由能变,是算出来自由能用公式去求吗,还是可以用程序直接算出来。

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发表于 Post on 2023-5-16 10:53:41 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 zjxitcc 于 2023-5-16 11:23 编辑
wangyuxiao 发表于 2023-5-16 10:52
谢谢老师的回复。
关于自由能变,我看vaspkit软件只能计算校正自由能,老师所说的自由能变,是算出来自 ...

过渡态自由能 - 反应物自由能 就是一种自由能变
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发表于 Post on 2023-5-16 11:01:02 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 wangyuxiao 于 2023-5-16 11:04 编辑
zjxitcc 发表于 2023-5-16 10:53
过渡态能量-反应物能量 就是一种自由能变

刘锦程老师的博客内容,里面的吸附分子的自由能是绝对能量吗?老师,过渡态的能量-反应物的能量=活化能,老师你所说的一种自由能变,难道是用过渡态的自由能减去反应物的自由能?

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发表于 Post on 2023-5-16 11:22:57 | 只看该作者 Only view this author
wangyuxiao 发表于 2023-5-16 11:01
刘锦程老师的博客内容,里面的吸附分子的自由能是绝对能量吗?老师,过渡态的能量-反应物的能量=活化能, ...

没看到你说的“里面的吸附分子的自由能”,博客文字很多,不知道你指的具体是哪行哪句。对他的博客有疑问,建议具体问他。

过渡态的自由能 - 反应物的自由能 = 自由能垒,也常称势垒,不是活化能。
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发表于 Post on 2023-5-16 11:30:06 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2023-5-16 11:22
没看到你说的“里面的吸附分子的自由能”,博客文字很多,不知道你指的具体是哪行哪句。对他的博客有疑问 ...

不好意思老师,我打错字了,表面吸附分子的自由能校正标题下这一部分的内容

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发表于 Post on 2023-5-16 11:35:33 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 wangyuxiao 于 2023-5-16 11:36 编辑
wangyuxiao 发表于 2023-5-16 11:30
不好意思老师,我打错字了,表面吸附分子的自由能校正标题下这一部分的内容

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发表于 Post on 2023-5-16 11:36:32 | 只看该作者 Only view this author
wangyuxiao 发表于 2023-5-16 11:30
不好意思老师,我打错字了,表面吸附分子的自由能校正标题下这一部分的内容

老师,我还想请教您个有关吸附能的问题
我在计算O2吸附到ZnS(110)表面的反应时,所使用的吸附能计算公式为:Eads=Etotal-EZnS(110)-EO2,计算的吸附能为正值,但是用态密度分析,轨道也有杂化,说明成键了。
1、吸附能为正值是说明O2分子在ZnS(110)表面不能吸附吗
2、那么我后续的反应路径的计算还可以进行吗 ?
3、可以用自由能变来说明O2分子在表面吸附吗?如果为负值说明可以吸附?

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发表于 Post on 2023-5-16 11:37:55 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2023-5-16 11:22
没看到你说的“里面的吸附分子的自由能”,博客文字很多,不知道你指的具体是哪行哪句。对他的博客有疑问 ...

老师,我还想请教您个有关吸附能的问题
我在计算O2吸附到ZnS(110)表面的反应时,所使用的吸附能计算公式为:Eads=Etotal-EZnS(110)-EO2,计算的吸附能为正值,但是用态密度分析,轨道也有杂化,说明成键了。
1、吸附能为正值是说明O2分子在ZnS(110)表面不能吸附吗
2、那么我后续的反应路径的计算还可以进行吗 ?
3、可以用自由能变来说明O2分子在表面吸附吗?如果为负值说明可以吸附?

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发表于 Post on 2023-5-16 18:18:51 | 只看该作者 Only view this author
wangyuxiao 发表于 2023-5-16 04:37
老师,我还想请教您个有关吸附能的问题
我在计算O2吸附到ZnS(110)表面的反应时,所使用的吸附能计算公式 ...

1. 说明吸附很少,不是不能吸附。另外注意反复确认你是不是已经穷尽了所有可能的吸附构型/吸附位点,并恰当设置了自旋多重度。有的体系有至少两个吸附构型,较容易想到的那个构型的吸附能是正的,较难想到的那个构型的吸附能是负的,如果你只找到了前者,就会得到错误的结论。
2. 可以进行,可能后续反应会拉动吸附平衡
3. 吸附自由能比吸附能严格。但是因为吸附是熵不利的,吸附能为正值几乎必然意味着吸附自由能是正值。所以有时可以仅由吸附能为正得出吸附困难的结论(而不用算自由能),但不能用吸附能为负推出吸附容易,因为考虑熵以后吸附自由能可能仍然是正的。
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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