如何用高斯对电化学反应过程进行能量计算？

wangwei123 · 发表于 Post on 2024-6-6 22:29:03

各位老师好，我在实验上使用MOF材料的基本结构单元CuO4单模型进行和氧气等一系列的催化反应，现在想要通过理论计算来计算能量从而研究反应过程。实验上对CuO4施加电压进行的反应，成负电位，那我理论计算的时候，对CuO4结构进行优化以及后续和O2、OOH*反应的时候，结构应该是带负电？

Freeman · 发表于 Post on 2024-6-7 14:46:26

这个涉及到巨正则系综的FT-DFT了。目前大部分算分子体系的程序都做不了，只有周期性体系的能做。例如这篇文章https://doi.org/10.1021/acs.jctc.3c00237就在VASP里实现了FT-DFT。分子体系的FT-DFT正好是我正在研究的课题（https://chemrxiv.org/engage/chem ... 2789138d231613510fc），不过目前理论还很不完善，程序也跑得很慢，远没达到应用阶段。

wangwei123 · 发表于 Post on 2024-6-7 22:13:37

Freeman 发表于 2024-6-7 14:46
这个涉及到巨正则系综的FT-DFT了。目前大部分算分子体系的程序都做不了，只有周期性体系的能做。例如这篇文 ...

老师，目前只想用Gaussian实现结构优化以及能量计算来辅助实验结果，高斯软件是实现不了么？

Freeman · 发表于 Post on 2024-6-7 22:54:10

wangwei123 发表于 2024-6-7 22:13
老师，目前只想用Gaussian实现结构优化以及能量计算来辅助实验结果，高斯软件是实现不了么？

人无法同时限定一个体系的化学势和粒子数。
电化学反应，你限定的是体系的电子化学势，在实验上是通过调节电压限定的，体系的电子数是由这个电化学势导出而不是用户自己设定的。
在高斯里，你必须得手动设置一个电荷。所以可以肯定，高斯做不了这个。但是不排除这个领域有自己的一套“凑合”的方式，近似地达到你所说的目标。这就需要你自己查文献了。

wangwei123 · 发表于 Post on 2024-6-8 09:52:35

Freeman 发表于 2024-6-7 22:54
人无法同时限定一个体系的化学势和粒子数。
电化学反应，你限定的是体系的电子化学势，在实验上是通过调 ...

好的，谢谢老师的指导~

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