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【zhou2009个人文集】[小品]关于静电势图的展示和比较
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我们经常会作静电势（potential）图，来考察分子的性质。特别是考察一个分子的部分、分子片，在化学过程中静电势的前后变化。许多网友对作出的静电势图的形象不满意，此帖对图形的展示提供一点建议。 如果用GaussView程序对静电势作等值面图，化学过程前后都是一串拼合在一起的圆滚滚的球，难以看到有什么变化。 这时需要选择一个能说明问题的截面来作等值线图，如将得到的三维cube文件由GsGrid作截面。然而由于静电势通常都紧贴在原子和键的周围，而且线值很大，不易观察到它的变化。这时建议采取一些措施，来展示图形。 1、由于等值线图的起始值较大，使得图形线条紧贴原子和键，需要我们尽可能选取图形的局部作特写。如附图是二聚水中形成氢键时作为电子受体的那个水的情形。 2、为了使静电势等值线舒展大方，间隔有致，必须使等值线的起始值适当地小，如例图选了0.1（如果让sigmaplot自选会是10，这样的线条将太密分不清）。这时在原子近处会因线条太密会墨黑一片！在sigmaplot作图中，可对等值线的取值作限制，如例图限制在1，这样1以上的等值线被略去，象例图所展现的中空。由于等值线的性质变化是涨落一致的，有外面上十条线已经足以说明问题。（本例还略去了少量本不在这个截面、不是考察讨论对象的负值线） 3、即使是这样分别去看前后两幅静电势图来作比较，也是很累的事。不如将两幅图重叠在一张图上，用不同颜色对比着看，象附图这样，一目了然。 附图是氢键二聚水中作为电子受体的那个水的情形，当作出相应的MO、ρ、Δρ后，可以看到电子转移的整体形象，但是这转移电子是如何具体影响着这个水分子的原子和键，则还是要看静电势对比图。 由于H1处接受了电子，此处电子增多，它的等值线明显向内移动了，而且是迎着不在画面的水分子的孤对电子的给电子方向变化。然而仅看Δρ，看不出主要是H1处接受了电子。 可见多种图形相互参照，从不同的视角观察，可以取长补短。 而且我们只有从图形才能看见这种细微的变化、整体的变化。 附图  [ Last edited by yjcmwgk on 2010-6-16 at 21:26 ] |
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yjcmwgk(金币+3,VIP+0): 12-21 13:26
yjcmwgk(金币+3,VIP+0): 12-21 13:26
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静电势定义指明是一个带正电荷的质点，这样计算出空间各点的静电势值。正值相差对静电势差的说明没有问题。 关键是同时存在的负值相差，化学变化的前后，负值的变化是负值减小，甚至消失变成正值，等值线是膨胀移动，反映出应是该处电子减少，对核电荷屏蔽作用减小，所以对移近的正电荷的质点排斥加强，静电势值提高。 但是作差时，这时会出现绝对值小的负值（变化后的）去减绝对值大的负值（变化前的），得到的还是负值，这负值会被误会成静电势等值线是收缩移动，完全搞反了，两种正负值就混淆了。 [ Last edited by zhou2009 on 2009-12-21 at 15:26 ] |
6楼2009-12-16 11:29:29
2楼2009-12-16 08:57:01
3楼2009-12-16 09:26:18
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GrasaVampiro(金币+5,VIP+0): 12-21 11:13
GrasaVampiro(金币+5,VIP+0): 12-21 11:13
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十分感谢周专家的讲解，不过小卒还有事情想商榷，不要嫌我烦啊 论点：我还是觉得静电势差图比较好 论据：大家说“静电势图表示的是一个体系不同位置的亲电性和亲核性”。其实我感觉，所谓的亲电亲核不过是个表象，静电势的本质不过是“一个带电荷的质点（所带电荷为n，当然n有正负值之分啦），从无限远处移动到这个空间的某个位置，整个体系所做的功为W，那么这一点的静电势就是(W/n)”而已。静电势之所以有正值和负值，仅仅是取决于体系做的功是正功还是负功（即W>0或W<0或W=0）。也就是说，一个带电荷的质点（所带电荷为n，当然n有正负值之分啦）从无限远处移动到空间中某一点A，体系做功为W(A)=n*W。这样一来，两张静电势相减，获得的差图，就是表示了△W(A)=W’(A)-W(A)，也就是表示了静电势的变化。我们不管这两张静电势图原先哪里是正值哪里是负值，只要新的静电势差图的某个位置为正，我们就说这一点的静电势升高了，只要新的静电势差图的某个位置为负，我们就说这一点的静电势降低了。 我也明白，这样做在化学上可能并没有太大意义。小卒年轻，考虑不周，还请专家斧正  [ Last edited by yjcmwgk on 2009-12-16 at 10:33 ] |
5楼2009-12-16 10:30:15