求助对比锂镁离子第一水合层结合强度

zhl123

各位老师好，我想对比锂镁离子在水溶液中与各自第一水合层的结合强度，并且计算一下两种离子在水溶液中脱去第一配位层水分子时需要付出的能量代价。我的思路如下：

通过吉布斯自由能求差来得到两种离子与各自第一水合层在水中的结合能。

如：G[Li(H2O)4+](sol)-G[(H2O)4](sol)-G[Li+](sol)

G[Li(H2O)4+](sol)是通过气相下的自由能加锂离子的溶解自由能获得，锂离子的溶解自由能是通过SMD隐式溶剂模型下的单点能减去气相下的单点能得到，在求锂离子的溶解自由能时利用了显式加隐式溶剂模型，将第一配位层的水分子显式化。

我的困惑是：

1 溶剂环境下的G[(H2O)4]和G[Li+]如何求？

2 我想计算一下两种水合离子脱去第一配位层的一个水分子需要付出的能量代价，进一步说明二者脱水困难程度，该如何选取脱去的那个水分子，从第一配位层任意选取吗？

sobereva

计算方式不对
G[Li(H2O)4+](sol)、G[(H2O)4](sol)应当在隐式溶剂模型下直接计算得到
G[Li+](sol)改成G[Li+](gas)，真空下计算得到
相当于用杂化溶剂模型计算离子的溶解自由能。除以配位水数得到每个水平均结合强度

zhl123

sobereva 发表于 2026-8-2 00:49
计算方式不对
G[Li(H2O)4+](sol)、G[(H2O)4](sol)应当在隐式溶剂模型下直接计算得到
G[Li+](sol)改成G[Li ...

好的，谢谢老师。
老师您好，有几个问题我还是不太明白。
1 吉布斯自由能G的获取方式。对于此例，G[Li(H2O)4+](sol)和G[(H2O)4](sol)在隐式溶剂模型下直接计算得到，指的是在SMD隐式溶剂模型下分别对[Li(H2O)4+]和[(H2O)4](结构直接从优化后的[Li(H2O)4+]中提取)求单点，直接读取单点能E，然后将Shermo目录下settings.ini文件中E=后面的值改为刚才读取的单点能，同时修改sclZPE=后面的值，之后将几何优化和振动分析计算的输出文件作为Shermo的输入文件，从而获取[Li(H2O)4+]和[(H2O)4]在SMD隐式溶剂模型下的吉布斯自由能G[Li(H2O)4+](sol)和G[(H2O)4](sol)；在真空下用相同计算级别对[Li+]求单点能，同样通过Shermo获得G[Li+](gas)，之后求差吗？
2 计算细节问题。首先利用关键词”B3LYP/6-31G** em=GD3BJ opt freq scrf”对[Li(H2O)4+]进行几何优化，随后对[Li(H2O)4+]、[(H2O)4]基于优化后的结构在关键词为“M052X/6-31G* scrf=SMD”下进行单点计算，对[Li+]在关键词为“M052X/6-31G*”下进行单点计算。想请教一下老师这样的计算流程以及计算级别合理吗？

sobereva

zhl123 发表于 2026-8-2 10:22
好的，谢谢老师。
老师您好，有几个问题我还是不太明白。
1 吉布斯自由能G的获取方式。对于此例，G[Li( ...

使用Shermo结合量子化学程序方便地计算分子的各种热力学数据
http://sobereva.com/552（http://bbs.keinsci.com/thread-17494-1-1.html）
照着上文的例子计算溶剂下的G[Li(H2O)4+]和溶剂下的G[(H2O)4]，以及气相的G[Li+](gas)。算G[(H2O)4]的时候用文献报道过的能量最低的水的四聚体结构作为几何优化的初猜结构

不需要单独在M05-2X算溶解自由能部分

zhl123

sobereva 发表于 2026-8-2 16:31
使用Shermo结合量子化学程序方便地计算分子的各种热力学数据
http://sobereva.com/552（http://bbs.kein ...

好的，谢谢老师。