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[新手求助] 求助 过渡态虚频是否与反应能垒相关

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楼主
最近在做一个经典的TEMPO氧化醇的反应,反应过程是一个H- transfer过程:TEMPO 与碱性环境下的RCH2O-反应,CH2上的一个H转移到TEMPO上。结果是TEMPO变为TEMPOH,醇变为醛。目前得到的TS如下,个人感觉这个TS还是比较合理的。
根据实验文献,与TEMPO的氧化反应速率而言应该是MeO>nothing>NO2(doi:10.1038/nature18008, Figure 4b),且这个H-transfer过程为RDS,因此我想或许三者反应能垒应该有所差异。计算得到的TS振动频率分别为:
MeO: -980.19
Nothing: -996.78
NO2: -1025.59

可是计算结果却表明这三者的反应能垒相差不超过1kJ/mol,因此想来请教一下,这样的过渡态虚频差异能否间接证明反应能垒有差异?如果能够证明,那么或许是我过渡态前的初始态没找对,我再继续找。如果意义不大,那么我可能就不再继续算初始态了(已经算了好几次了),想想是不是其他原因。

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发表于 Post on 2021-9-18 01:37:12 | 只看该作者 Only view this author
虚频有一点影响,根据Wigner校正的公式,虚频越大越容易隧穿,因此反应速率更快。但是这个影响极小(比1kJ/mol的能垒差别的影响小多了),而且这个趋势不是必然的,虚频大但是隧穿少的情况也有很多。
实验的ln k(没仔细看是自然对数还是常用对数,假设是自然对数)只差0.3,对应到自由能垒的差别也就是0.7 kJ/mol,所以计算出来只差不到1kJ/mol是正常的
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
本团队长期招收研究生,有意者可私信联系

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-9-20 05:30:36 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-9-18 01:37
虚频有一点影响,根据Wigner校正的公式,虚频越大越容易隧穿,因此反应速率更快。但是这个影响极小(比1kJ/ ...

非常感谢!很有帮助!

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