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[新手求助] 计算HA + OH- → A- + H2O的自由能变,应该如何计算

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我在计算一个文献中出现的反应,文献给出的方程式如下:HA + OH- → A- + H2O,这显然就是一个普通的水中脱质子过程,老师只要求计算自由能变,没要求找过渡态。我先尝试引入一个显式OH-,找到了质子从HA转移到OH-的过渡态,最终反应的ΔG就用产物减去反应物,但是普通的脱质子过程也可以通过计算PKa来计算自由能变,请教各位老师,怎么用量化方法预测化合物的pKa值呢 - 量子化学 (Quantum Chemistry) - 计算化学公社这篇帖子给出了热力学循环做法,整体来说也不算难。但现在有一个疑惑,如果要计算这个脱质子过程的ΔG,应该用最开始提到的HA + OH- → A- + H2O反应中的产物减去反应物的G,还是参考帖子里用热力学循环法算PKa呢?

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发表于 Post on 2025-12-11 17:35:50 | 只看该作者 Only view this author
计算气相下反应自由能变,以及每个物质的溶解自由能(其中有的有现成值不需要自己算),根据热力学循环合并到一起就得到了溶剂环境下的自由能变
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-12-15 21:47:57 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 2429783189 于 2025-12-15 22:10 编辑
sobereva 发表于 2025-12-11 17:35
计算气相下反应自由能变,以及每个物质的溶解自由能(其中有的有现成值不需要自己算),根据热力学循环合并 ...

好的老师,再请问老师一个问题,根据PKa计算教程,我得知,需要计算物种在气相下的自由变与它们的溶解自由能加在一起,我在计算吸附在材料上的物质的PKa,其中有一个物种是带负电的A-吸附在材料上,这个物种在气相下无法被优化出来,或者说即使优化出来了A-都没有吸附在材料上,仅在加了隐式溶剂模型下才能被优化出来,在这种情况下应该如何处理呢?我能想到的策略有:1凑合着用溶液下优化的结构拿来算气相自由能变,2直接算液相下HA + OH- → A- + H2O反应的自由能变来算PKa,但在OH-和H2O的计算中引入大约10个水分子的团簇来减少误差。

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发表于 Post on 2025-12-15 22:26:04 | 只看该作者 Only view this author
2429783189 发表于 2025-12-15 21:47
好的老师,再请问老师一个问题,根据PKa计算教程,我得知,需要计算物种在气相下的自由变与它们的溶解自 ...

我记得这个sob应该提到过,在计算H+质子的时候可以引入一些水分子来降低误差的,这个在论坛里应该是能找到的

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发表于 Post on 2025-12-15 23:53:25 | 只看该作者 Only view this author
2429783189 发表于 2025-12-15 21:47
好的老师,再请问老师一个问题,根据PKa计算教程,我得知,需要计算物种在气相下的自由变与它们的溶解自 ...

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计算物种在气相下的自由变与它们的溶解自由能加在一起”这句话不准确,应当是“计算物种在气相下的自由变与它们的溶解自由能加在一起”
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-12-16 10:39:54 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-12-15 23:53
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“计算物种在气相下的自由变与它们的溶解自由能加在一起”这句话不准确,应当是“计算 ...

感谢老师的回复和纠正。再向老师请教一点,既然A-物种用溶液下优化的结构拿来算气相自由能变,那么为了保持一致性,其他物种计算时也需要用溶液下优化的结构拿来算气相自由能变嘛?

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发表于 Post on 2025-12-17 02:41:40 | 只看该作者 Only view this author
2429783189 发表于 2025-12-16 10:39
感谢老师的回复和纠正。再向老师请教一点,既然A-物种用溶液下优化的结构拿来算气相自由能变,那么为了保 ...

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