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csfn

荣誉版主 (知名作家)

优秀超版优秀版主优秀区长

[交流] 【求助】前线轨道研究反应选择性的问题 已有2人参与

最近做实验发现CO能帮助N2固定在Cu上,纯N2不容易固定。
于是想到用前线轨道理论的gap差来解释下这个反应。
用bp86/6-311G*计算呢Cu和CuCO。
由于两个系统都是开窍层,存在上下自旋两套。存在的问题是预测的的两个系统的homo,lumo好像不太准,显示的和N2的gap差出来看,Cu比起CuCO还更小(更容易反应)。这明显和实验部符合,也和其他报道的计算有差别。应该是计算有问题呢。
请教下,如果要用高斯计算homo,lumo之差来说明反应,是否需要加什么限制或其他方法呢?上下自旋两套HOMO,LUMO该怎么取舍呢?

补充:计算已经可以解释实验呢。问题在于开始没有找到基态结构,导致gap差不准,与实验反应选择性不符合。现在ok呢。

[ Last edited by csfn on 2009-9-16 at 15:44 ]
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人

★ ★ ★ ★
csfn(金币+1,VIP+0):thx 9-16 15:40
csfn(金币+3):thx very much 多多交流
我看了一下LSS的回帖,使我想起来一个问题。那就是LZ的实验中Cu究竟处于什么状态。按照空间维度来说,Cu可以是以气相原子(如果你的实验足够精确的话),Cu颗粒或Cu晶体某些易解理面(比如米勒指数为{100}的晶面等等),这些情况是大不相同的(不过LZ似乎没有明确说出Cu的状态)。也就是CO和N2的在维度不同的Cu凝聚体上可能会展现出完全不同的现象。而不同几何维度的体系(即使化学成分相同),可以展现出完全的不同的物理或是化学性质。

LSS的帖子给出了Cu表面吸附的情况,主要包括了CO在Cu的顶位吸附、“顶位-桥位-顶位”, “桥位-顶位-桥位”等的吸附情况(当然,还有一些情况,比如穴位吸附,或是穴位跟其他吸附位的组合等,并未给出),并在此基础上进一步考虑了N2的吸附。很显然,在这个问题中吸附位种类是很多的,而且可以料想到,可能对于某些构型,能量差别并不大,因而在实验中都可以出现。 并且,化学吸附的话,有可能CO或是N2会分解成原子吸附在Cu表面上,这也是有可能的。

另外,也可能Cu是处在团簇或是纳米颗粒的状态,显然,这些东西的表面已经不再像晶面那样有比较理想的周期性了。而且,对于纳米颗粒来说,其表面效应更为重要(纳米颗粒体内原子已经接近固体晶格结构,但是表面相对于完整晶格很可能会有大的重构等等)。因此,LZ需要明确实验的条件才好进一步说明问题。

个人意见。

[ Last edited by yzcluster on 2009-9-16 at 15:24 ]
8楼2009-09-16 15:22:47
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人

★ ★ ★ ★
csfn(金币+2,VIP+0):thanks very much 9-13 15:20
yjcmwgk(金币+2,VIP+0): 9-13 15:23
有没有可能不是带隙的问题,的确,带隙的大小可以在一定程度上反映化学反应的难易,代表电子由HOMO相LUMO跃迁时容易与否。但并非唯一因素。
会不会是这样,从前线分子轨道角度来说,由于N2的前线轨道和Cu的前线轨道对称性不适合,是对称禁戒的,从而难于发生相互作用,导致不容易吸附(即相互作用)。而当形成CuCO时,N2与CuCO的分子轨道对称性匹配,比如说,可以形成活化能较低的过渡态,即对称性允许的状态,从而容易吸附。
个人意见,仅供参考。我现在经常尝试用化学语言跟化学人交流,不知道效果如何。啦啦啦。

[ Last edited by yzcluster on 2009-9-13 at 15:18 ]
2楼2009-09-13 15:15:27
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hakuna

木虫 (知名作家)

★ ★
csfn(金币+1,VIP+0):你的猜测错误 vasp做前线轨道分析不方便 9-13 19:36
yjcmwgk(金币+1,VIP+0): 9-15 20:44
猜测你在做表面吸附,还是用VASP算一下,或许能有些启发,个人认为GAUSSIAN处理此类问题有点底气不足
3楼2009-09-13 19:17:59
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zlding

木虫 (著名写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★
csfn(金币+3,VIP+0):thx 9-15 16:21
yjcmwgk(金币+3,VIP+0): 9-15 20:44
说一下我个人的看法,呵呵,不是化学出身的刚接触量化不久,说得有不准确的地方请大家批评指正
Gap只是影响因素之一,但单纯从Gap的大小应该很难说明他吸附的强弱吧,呵呵。我认为可以通过电荷差分密度图来看可能会更清晰一些,从电荷差分密度图上可以看出电荷的转移情况,以及他们之间的吸附情况,是弱的物理吸附还是强的化学键合。这也许能更好的说明问题。
希望大家讨论
4楼2009-09-15 16:13:20
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