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stefsui

木虫 (小有名气)


[交流] 怀疑不存在过渡态的反应,DMOL3用LST/QST 过渡态搜索,得到的结构和产物一样

我做一个催化反应,产物比反应物能量低近2eV,有文献报道说类似的反应可能不存在过渡态,直接从反应物到产物。现在我按照dmol3中的lst/qst搜索,得到和产物几乎完全一样的过渡态,大家对这个结果怎么看?或者说,怎么才能确定,一个反应不存在过渡态?
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)


★ ★ ★ ★ ★ ★
stefsui(金币+1):谢谢参与
franch(金币+5): 鼓励交流 2011-11-10 12:10:25
stefsui(金币+10): 2011-11-11 23:13:19
引用回帖:
2楼: Originally posted by kjsun at 2011-11-08 15:08:42:
如果产物比反应物能量低2eV,那么这个反应确实有很大的可能不存在过渡态
不过这个只是有可能,不能通过这种方法确定。
要确定是不是存在过渡态
关键是你能不能得到初态(反应物)的稳定结构。
如果没有过渡态 ...

>如果产物比反应物能量低2eV,那么这个反应确实有很大的可能不存在过渡态
>不过这个只是有可能,不能通过这种方法确定。
>要确定是不是存在过渡态
>关键是你能不能得到初态(反应物)的稳定结构。
>如果没有过渡态的话,你把初始结构放在初态位置,自动优化,
>就会自动优化到反应物(因为没有能垒)
>因此,你就得不到初态结构(反应物的稳定构型)。
>如果你可以得到反应物的稳定构型,也能得到末态(产物)的稳定构型,
>那么一定有过渡态的存在。
>这个过渡态有可能离反应物很近,能垒略微高于反应物。
>你用lst/qst找不到是因为,寻找过渡态的精度不够,
>这个包括你设置的精度,还包括lst/qst这个方法本身的精度。
>解决办法:
>提高计算精度,或者换一个比较高级的找过渡态(例如NEB)的方法。

1. 如何从产物比反应物能量低2eV推知该反应可能不存在过渡态呢?
2eV = 46 kcal/mol,这个能垒不算低,应该在DFT计算精度范围内。10kcal/mol的氢键都能算出来呢。

2. 如果从初态优化得到的是产物态,这说明初态并非能量稳定点,它怎么可能存在呢?既然实验或文献是从反应物开始的,说明至少反应物即初态是在一个局部稳定的势阱内的。而产物存在,说明产物也在一个势阱内。两个都在势阱内,一定存在处于两者之间的高能量构象,即过渡态。

从逻辑上讲,基于经典反应动力学理论,不可能没有过渡态。真实实验没有观测到过渡态,唯一可能的原因是,量子隧穿。它直接穿墙过去了,所以没人看见这个家伙骑在墙头上的那个瞬间。关于隧穿,也是有争议的,究竟是它发生的时间尺度太快,以至超出当前理论和实验的水平,还是真的隧穿了,一直都有争议啊。

3. 实验没有观测到过渡态,计算就算不出来吗?能!假设由于墙太高,都是量子隧穿反应,实验没有观测到过渡态存在,但墙还是在那里的,分子骑在墙头的构象总是可以计算出来的。我们的计算,基于BO绝热近似量子化学计算,只处理电子的量子效应,核的量子效应是不考虑的,核的位置是给定的,也就是说,我们完全可以摆出来过渡态的原子构型进行计算!既然能摆出来,优化的算法无非是寻找有一个虚频的构象数学过程而已,它才不管什么隧穿不隧穿,那它就一定能搜到。
7楼2011-11-10 02:17:48
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kjsun

木虫 (正式写手)


★ ★ ★ ★ ★ ★
stefsui(金币+1):谢谢参与
贺仪(金币+5): 多谢指教! 2011-11-09 17:52:54
stefsui(金币+10): 2011-11-11 23:12:23
引用回帖:
1楼: Originally posted by stefsui at 2011-11-09 09:53:50:
我做一个催化反应,产物比反应物能量低近2eV,有文献报道说类似的反应可能不存在过渡态,直接从反应物到产物。现在我按照dmol3中的lst/qst搜索,得到和产物几乎完全一样的过渡态,大家对这个结果怎么看?或者说, ...

如果产物比反应物能量低2eV,那么这个反应确实有很大的可能不存在过渡态
不过这个只是有可能,不能通过这种方法确定。
要确定是不是存在过渡态
关键是你能不能得到初态(反应物)的稳定结构。
如果没有过渡态的话,你把初始结构放在初态位置,自动优化,
就会自动优化到反应物(因为没有能垒)
因此,你就得不到初态结构(反应物的稳定构型)。
如果你可以得到反应物的稳定构型,也能得到末态(产物)的稳定构型,
那么一定有过渡态的存在。
这个过渡态有可能离反应物很近,能垒略微高于反应物。
你用lst/qst找不到是因为,寻找过渡态的精度不够,
这个包括你设置的精度,还包括lst/qst这个方法本身的精度。
解决办法:
提高计算精度,或者换一个比较高级的找过渡态(例如NEB)的方法。
2楼2011-11-09 11:08:42
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普通回帖

tangbohejin

木虫之王 (文学泰斗)



stefsui(金币+1):谢谢参与
实验验证。。
3楼2011-11-09 11:19:43
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mlanqiang

木虫之王 (文学泰斗)



stefsui(金币+1):谢谢参与
stefsui(金币+5): 2011-11-11 23:13:39
还需要通过其他方法来验证啊。
6楼2011-11-09 14:06:12
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jlx_

金虫 (著名写手)



stefsui(金币+1): 谢谢参与
高手啊~

最近也在摸索TS search这一块,但是提示没有valid trajectory,不知道怎么弄了
10楼2014-11-17 18:37:04
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飞的genggao

金虫 (小有名气)



stefsui(金币+1): 谢谢参与
引用回帖:
7楼: Originally posted by ChemiAndy at 2011-11-10 02:17:48
>如果产物比反应物能量低2eV,那么这个反应确实有很大的可能不存在过渡态
>不过这个只是有可能,不能通过这种方法确定。
>要确定是不是存在过渡态
>关键是你能不能得到初态(反应物)的稳定结构。
>如果没有过 ...

最近投了一篇文章,审稿意见看不懂,向大侠请教一下
An important explanation regarding Eads of C adsorption energies and related activation energies is required. The Eads for  surfaces are 65  kJ mol-1 but the corresponding activation energies are very very high(308.2 kJ mol-1). This indicates that in practical situation adsorbates will desorb before the product is formed and no such reaction will take place.
我的反应是A +B= C, 审稿人意思是,我生成C的活化能为308.2 kJ mol-1 ,太高,而C的吸附能为65  kJ mol-1,这样的反应不存在,会在生成物生成之前吸附物脱附,这个怎么不会发生了就?A、B的吸附能是200 kJ mol-1左右,共吸附能是400 kJ mol-1,请高手解释一下。谢了,A、B、C物质都是在D(催化剂)表面反应的,
11楼2015-03-07 07:41:50
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clarktao4楼
2011-11-09 12:18   回复  
stefsui(金币+1):谢谢参与
dld1235楼
2011-11-09 13:40   回复  
stefsui(金币+1):谢谢参与
2011-12-08 15:00   回复  
stefsui(金币+1):谢谢参与
8431722909楼
2014-04-08 13:35   回复  
stefsui(金币+1): 谢谢参与
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