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求助基于自由能垒的TST公式计算出来的速率常数高于碰撞速率常数

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我根据反应速率常数基于自由能垒的TST公式计算出来的速率常数高于碰撞速率常数。反应能垒在7-13kj/mol的范围,速率常数在E-8到E-9 cm3/mole/s的范围。而碰撞速率常数一般在E-10左右。反应是双分子气相。请问对于能垒比较低的反应是不是不适合用TST公式计算?各位老师有其他方法推荐吗?

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发表于 Post on 2025-9-30 06:14:43 | 只看该作者 Only view this author
TST给的是高压极限的k
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-9-30 10:41:40 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-9-30 06:14
TST给的是高压极限的k

老师,那请问常压下的k如何计算呢?有什么公式吗?

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发表于 Post on 2025-9-30 14:50:08 | 只看该作者 Only view this author
嘤嘤嘤 发表于 2025-9-30 10:41
老师,那请问常压下的k如何计算呢?有什么公式吗?

ME/RRKM或SS-QRRK

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-9-30 15:16:56 | 只看该作者 Only view this author

但是这种情况是不是都需要反应前提复合物RC的参与啊?而且算出来的单位好像是s-1不是cm3 molec-1 s-1吧?

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发表于 Post on 2025-10-12 13:38:02 | 只看该作者 Only view this author
一个可能的原因是,一般算自由能垒,是先在能量势能面上找过渡态,再在过渡态处算自由能,然后减去反应物的自由能。
但较准确的方法是在自由能面上找过渡态,再在过渡态处算自由能,然后减去反应物的自由能。当然这里“自由能面”是不严格的说法,因为在非驻点处一般无法定义自由能,严格的说法是在反应路径(如IRC)上计算potential of mean force(PMF),然后取PMF最大的点,以此处的PMF代替过渡态的自由能。
对于能垒很低的双分子反应,PMF最大点的位置往往和能量最大点的位置很不一样,用后者代替前者会导致低估自由能垒,从而高估速率。
具体参见VTST相关综述:Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 7548--7596
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
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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 2025-10-15 09:11:35 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2025-10-12 13:38
一个可能的原因是,一般算自由能垒,是先在能量势能面上找过渡态,再在过渡态处算自由能,然后减去反应物的 ...

老师,我理解你的意思,我问了人工智能,也是让我提供IRC过程中每个点做freq的输出文件从而找到“真实”的自由能垒。但是第一次还算正常,第二次算出来的是E-7还是不合适。我想问的是老师这种方法是不是不通用所有0-5kj/mol自由能垒啊?

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发表于 Post on 2025-10-15 10:24:39 | 只看该作者 Only view this author
嘤嘤嘤 发表于 2025-10-15 09:11
老师,我理解你的意思,我问了人工智能,也是让我提供IRC过程中每个点做freq的输出文件从而找到“真实” ...

这种情况你不应该问人工智能,而是要查Gaussian官网手册中“Freq”关键词相应的部分。里面的“Options”中提到了projected frequency,这是对你可能有用的东西。但要算projected frequency的话,先要有一条高质量的IRC,如果你算IRC时用了“LQA”,那显然是不能用的。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-15 12:42:19 | 只看该作者 Only view this author
Daniel_Arndt 发表于 2025-10-15 10:24
这种情况你不应该问人工智能,而是要查Gaussian官网手册中“Freq”关键词相应的部分。里面的“Options” ...

是的,用了LQA,请问高质量的IRC输入文件怎么写关键词啊?请指点一下。

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发表于 Post on 2025-10-15 12:45:40 | 只看该作者 Only view this author
嘤嘤嘤 发表于 2025-10-15 09:11
老师,我理解你的意思,我问了人工智能,也是让我提供IRC过程中每个点做freq的输出文件从而找到“真实” ...

什么叫第一次和第二次?
第一次和第二次的区别是什么?
Zikuan Wang
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-15 18:51:16 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2025-10-15 12:45
什么叫第一次和第二次?
第一次和第二次的区别是什么?

老师,第一次代表的是第一条反应路径,第二次就是第二条反应路径。我第一条反应路径算了IRC加了LQA的点并做了频率计算,将输出文件每个点和反应物做自由能垒计算,最后将7kj/mol的能垒升高到18kj/mol,速率常数降低到了E-10分子/cm3/s,看起来是合理的,但是第二条反应路径同样方法操作后就不行了,反应速率常数就降低不下来了。

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发表于 Post on 2025-10-15 19:21:22 | 只看该作者 Only view this author
嘤嘤嘤 发表于 2025-10-15 18:51
老师,第一次代表的是第一条反应路径,第二次就是第二条反应路径。我第一条反应路径算了IRC加了LQA的点并 ...

检查是不是扫描的键长范围不够宽
Zikuan Wang
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-17 16:37:51 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2025-10-15 19:21
检查是不是扫描的键长范围不够宽

老师,是这样的,反应机理是自由基抽提H原子,IRC我看了从R的第一个点的距离为1.557埃到IRC最后一个点P的距离为1.33256埃。一个26步的IRC,扫描键长只有0.22埃。当然用G(TS)-G(R)为负能垒-3.21kcal/mol。然后另一个H抽提路径是从1.639埃到1.3136埃,IRC一共47步,G(TS)-G(R)能垒为7.18kj/mol。

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发表于 Post on 2025-10-17 19:25:30 | 只看该作者 Only view this author
嘤嘤嘤 发表于 2025-10-17 16:37
老师,是这样的,反应机理是自由基抽提H原子,IRC我看了从R的第一个点的距离为1.557埃到IRC最后一个点P的 ...

范围太窄了,键长最长至少要到参与成键的两个原子的范德华半径之和
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-20 09:39:52 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2025-10-17 19:25
范围太窄了,键长最长至少要到参与成键的两个原子的范德华半径之和

好的老师,感谢您的回答。

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