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[综合交流] 如何判断体系的净电荷?(ZIF-7材料)

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有一个长期困惑的问题请教大家:如果判断一个体系的净电荷?
比如这里的ZIF-7的材料,它是由Zn2+离子和苯并咪唑构成的,以我的直觉它应该净电荷是带正电的,但是在Forcite模块计算它的Qeq电荷为负值,不清楚为什么?类似的,对于一个体系,怎么样判断它的净电荷是多少呢?

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ZIF-7

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发表于 Post on 2020-10-3 00:54:39 | 只看该作者 Only view this author
贴图方式不对,其他人看不到。重新编辑帖子并仔细看置顶的新社员必读贴了解怎么正确贴图,此问题在这里还特意强调了:http://bbs.keinsci.com/thread-18961-1-1.html
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-10-3 08:59:32 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-10-3 00:54
贴图方式不对,其他人看不到。重新编辑帖子并仔细看置顶的新社员必读贴了解怎么正确贴图,此问题在这里还特 ...

Sob老师,抱歉,已经修改,请教下对于一个体系的净电荷判断有什么规则么?

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发表于 Post on 2020-10-3 10:30:11 | 只看该作者 Only view this author
苯并咪唑的碳上面少了一个氢,补上氢再试
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
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-10-3 15:10:50 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2020-10-3 10:30
苯并咪唑的碳上面少了一个氢,补上氢再试

您好,我补上氢了,但是仍然提示总的净电荷为-18,一般来说 苯并咪唑为电中性,而Zn2+是2+正电荷,总体系不应该是带正电么?

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发表于 Post on 2020-10-3 22:41:19 | 只看该作者 Only view this author
harrypotty18 发表于 2020-10-3 15:10
您好,我补上氢了,但是仍然提示总的净电荷为-18,一般来说 苯并咪唑为电中性,而Zn2+是2+正电荷,总体系 ...

Charges右边的More里面应该能改总电荷
Zikuan Wang
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-10-5 07:55:49 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2020-10-3 22:41
Charges右边的More里面应该能改总电荷

谢谢,但是这个要改多少好呢?如何判断这个体系净电荷是多少?

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发表于 Post on 2020-10-5 10:35:53 | 只看该作者 Only view this author
harrypotty18 发表于 2020-10-5 07:55
谢谢,但是这个要改多少好呢?如何判断这个体系净电荷是多少?

你从化学上认为是0,那就是0。如果你从化学上发现它不是0,那就调整结构或者补加抗衡阳离子/阴离子使得它变成0,因为对于周期性体系只有净电荷是0才能算。
对于足够简单的分子,QEq自动判断的电荷是对的,但是当QEq判断错了的时候,就必须依赖于你的化学直觉了。
Zikuan Wang
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发表于 Post on 2020-10-5 12:47:54 | 只看该作者 Only view this author
在没有改性等初始条件下,整体上净电荷就是0。若是关注吸附位点、反应位点以及金属中心附近的电荷特点,可以从晶胞中选出足够大关注部分的团簇(参考《使用量子化学程序基于簇模型计算金属表面吸附问题》),再计算电荷(参考《RESP拟合静电势电荷的原理以及在Multiwfn中的计算》)。

另,需要注意的是补氢时的氢原子真实数目,因为对称性以及原子部分占据(disordered)特点,想正确建模确要费些功夫。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-10-5 17:10:13 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2020-10-5 10:35
你从化学上认为是0,那就是0。如果你从化学上发现它不是0,那就调整结构或者补加抗衡阳离子/阴离子使得它 ...

化学直觉很差,如果凭直觉咋感觉和玄学一样。有没有什么规则或者原理在里面呢?我是觉得这个是带正电才对,但是不知道对不对,因为Zn2+带两个正电荷,而苯并咪唑不带电,这样对么?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-10-5 17:12:13 | 只看该作者 Only view this author
朙天儿 发表于 2020-10-5 12:47
在没有改性等初始条件下,整体上净电荷就是0。若是关注吸附位点、反应位点以及金属中心附近的电荷特点,可 ...

感觉这种MOFs应该是带正电才对,因为它的节点都是带正电的离子,不知道我的理解对不对,请指教

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发表于 Post on 2020-10-5 18:45:55 | 只看该作者 Only view this author
harrypotty18 发表于 2020-10-5 17:10
化学直觉很差,如果凭直觉咋感觉和玄学一样。有没有什么规则或者原理在里面呢?我是觉得这个是带正电才对 ...

苯并咪唑本身确实不带电,但你这里其实是苯并咪唑的共轭碱,也就是比苯并咪唑少一个氢(苯并咪唑本身在一个氮上面有氢,另一个氮上面没有氢)
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发表于 Post on 2020-10-5 18:49:33 | 只看该作者 Only view this author
harrypotty18 发表于 2020-10-5 17:12
感觉这种MOFs应该是带正电才对,因为它的节点都是带正电的离子,不知道我的理解对不对,请指教

正确的结果肯定是不带电的,因为如果每个晶胞都带电,积累起来的库伦斥力估计能比得上核弹,早把你炸飞了。所以不存在每个晶胞都带电的周期性体系。
我说的意思是,如果从化学上分析,你画的结构带电,那就说明你画错了,要么氢的个数不对,要么少了抗衡离子(前提是你的化学上的分析是对的),你必须改成不带电的形式,而且要确定是以正确的方式改成不带电的形式,因为把带电的结构改成不带电的结构的方法有很多种,只有一种是对的。

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发表于 Post on 2020-10-5 20:34:42 | 只看该作者 Only view this author
harrypotty18 发表于 2020-10-5 17:12
感觉这种MOFs应该是带正电才对,因为它的节点都是带正电的离子,不知道我的理解对不对,请指教

有带正电的金属中心,当然也有“带负电”的有机配体。而通过MOF概念可知,有机链和金属中心是通过配位键相连,而进入到量子化学领域,更准确的该用键级来判断,所带电荷也不要用小时候印象中的化合价来定位。
现在看着MOFs询问整体,却关注其中的金属位点,有些概念模糊。

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