当前位置: 首页 > 量子化学 >【讨论】有机化学反应产率的理论计算

【讨论】有机化学反应产率的理论计算

作者 ganlh
来源: 小木虫 350 7 举报帖子
+关注

用量子化学方法研究有机化学反应机理的工作很多,但是很少发现
研究反应机理的同时,计算产物的产率的。
A+B=C(major)+D(minor)

从化学平衡来看,反应是不能够完全的,如果不将产物不断的取走,反应只能够进行到一定程度,C的产率和D的产率有最大值。实际反应进行时通常是在液相中。

有没有人计算过反应的产率?计算中需要注意的问题是哪些? 返回小木虫查看更多

今日热帖
  • 精华评论
  • hzfish

    引用回帖:
    Originally posted by ganlh at 2010-03-07 09:47:20:
    用量子化学方法研究有机化学反应机理的工作很多,但是很少发现
    研究反应机理的同时,计算产物的产率的。
    A+B=C(major)+D(minor)

    从化学平衡来看,反应是不能够完全的,如果不将产物不断的取走,反应只能 ...

    量子化学可以计算化学反应的平衡常数,也可以计算速率常数。


    得到了平衡常数,如果再知道反应的初始条件就可以计算反应物的转化率,产物的产率,这些都基本物理化学的当中初等计算,量子化学当中好象不涉及这些宏观方面的计算。

  • ganlh

    计算相对速率可以得到产物C和D的相对量。
    如果反应是动力学控制的,反应速率在时间和空间上积分就得到产物的数量,因此,很多人也就是计算同一反应的不同过渡态来得到活化能,比较之得到优先反应路径。也可以得到同一反应的两种或多种产物的相对产量。

    如果是热力学控制的,也就是两条或者多条路径都能够进行,只是其中一条快速些,在时间比较短的时候,确实是反应快的相应的产物多。但是有一种情况,反应慢的产物如果能量低,则按照平衡的观点,时间推移的话,相对产量会变大。

    显然,上面两种情况得到的相对产量不一样,到底怎么判断?

    欢迎+谢谢 您的参与

  • c111999

    那么如何计算速率常数呢?

    如:A+B=C(major)+D(minor)
    k=k0Exp(-Eact/kT)
    尤其是系数k0怎么算?
    Eact是用 delta U(0k),H,A还是G?
    看似k0与Eact的选择很有关,。书上没找到
    多谢

  • G03W

    平衡常数与速率常数是必须要求的量,在结合实验条件得出你所要求的产率

  • easygeton

    上面说的都对,但是一般来说算不准,所以很少有人算。因为有机反应一般比较复杂,有时候产率低是因为副反应的原因。

  • zhangmt

    引用回帖:
    Originally posted by ganlh at 2010-03-07 11:56:03:
    如果反应是动力学控制的,反应速率在时间和空间上积分就得到产物的数量,因此,很多人也就是计算同一反应的不同过渡态来得到活化能,比较之得到优先反应路径。也可以得到同一反应的两种或多种产物的相对产量。

    设A+B->C为反应1,A+B->D为反应2.
    若反应1的活化能是18kcal,反应2的活化能是40kcal,则在常温常压下反应条件下,反应2受到动力学限制,几乎是无法发生的,而反应1是很快完成的,此时不必考虑C和D的吉布斯自由能谁高谁低,产物就是C。这称之为动力学控制。
    引用回帖:
    如果是热力学控制的,也就是两条或者多条路径都能够进行,只是其中一条快速些,在时间比较短的时候,确实是反应快的相应的产物多。但是有一种情况,反应慢的产物如果能量低,则按照平衡的观点,时间推移的话,相对产量会变大。

    如果反应1的活化能是18kcal,反应2的活化能是20kcal,则在常温常压下二者的反应条件全都具备,这个时候就不用考虑动力学控制的问题了,此时C和D的比例完全取决于C或者D谁的吉布斯自由能更低,谁就是主产品。他们的比例也可以用△G=-RTlnK来计算。这个就是热力学控制。
    微观的看,任何反应都是可逆平衡的,但是如果活化能太高——比如前面说的第一种假设,那么,虽然理论上说,随着时间推移,自由能高的产物会慢慢转化成自由能低的产物,但是这个时间取决于你提供的环境反应条件,像第一个例子说的那种情况,如果不改变条件,我估计100年也转化不过去的。
    所谓热力学控制和动力学控制,都是必要非充分条件,这个条件必须满足,但只要满足了,就它没什么事了,就有另一个来控制了。
    当然,如果两个反应活化能都差不多,但又都比较高,这个时候反应条件就很关键了,这时我们就可以通过控制反应条件来获得我们想要的那个产物

  • shalene

    就目前的理论状态,压根不可能算准的东西算它何用?

猜你喜欢
下载小木虫APP
与700万科研达人随时交流
  • 二维码
  • IOS
  • 安卓