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dd5818

银虫 (正式写手)

[交流] abinit计算晶体生成焓的问题讨论 已有1人参与

问题:
1、用abinit能否计算晶体的生成焓
2、如果能计算,计算原理是什么
3、是否需要计算总能量之前进行结构优化
4、如果反应物中包含气体,该怎样处理
     如Cl2(g)+Na(s)-->NaCl(s),中NaCl(s)的生成焓
5、有总能量差计算出的是0K 0KP下的完美晶体的生成焓,如果想获得标准生成焓该怎样处理
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souledge

专家顾问 (著名写手)

★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖
fzx2008(金币+3): 谢谢指教,辛苦了 2011-12-18 13:10:25
ben_ladeng: 专家考核+1 2011-12-19 10:34:20
H2在0K时也认为是气体状态,所以直接计算气体分子的总能即可。事实上,如果考虑configurational entropy的贡献,相比于H2本身的总能来说,也是非常小的,毕竟气体分子之间的距离很远,可以认为没有什么相互作用。如果要考虑温度,最简单的,可以考虑理想气体模型,PV=nRT,通过恒容还是恒压还是绝热就是LZ自己掌握了。
并且,通过统计热力学也知道,不同于固体,气体中transition对自由能的贡献要远大于vibration,rotation等的,所以也可以套用统计热力学的模型来模拟给定温度和压强的气体。
至于结构优化,是必须要有的。但是结构优化建议是在测试参数收敛,并且使用EOS拟合后,于EOS的V0点进行优化,以防止Pulay力导致的结果不准确问题。
晶格常数是第一性原理计算值,计算理论和过程本身就有很多近似,而计算本身也存在着一定的误差,并且cif中的实验值基本都是298K的数据,从0K到298K显然还有热膨胀效应。所以一般根据统计学的结论,偏差在5%之内是完全可以接受的。另外,进行EOS的另外一个好处是,体模量对晶格常数的偏差比晶格常数本身要敏感一些,通过对比第一性计算体模量与实验体模量值,也是能够确定计算的参数(或者赝势质量)是否合理的一个重要标准。
最后,Abinit是第一性原理计算软件,不是晶体计算软件,该软件对于非晶态、低维材料、分子也都可以进行计算的,关键就看是想计算什么,怎么建立模型,模型是否合理了。
思想重于技巧,内涵重于表象
5楼2011-12-18 11:53:38
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souledge

专家顾问 (著名写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖
zzy870720z(金币+3): 谢谢指教 2011-12-18 09:22:22
fzx2008(金币+3): 谢谢指教,详细 2011-12-18 09:32:29
ben_ladeng: 专家考核+1 2011-12-19 10:34:09
LZ的专业是热力学,那就应该很清楚。比如NaCl,其生成焓就是:
dH_{NaCl} = H_{NaCl} - ( H_{Na} + 0.5*H_{Cl2} )
其中,Na是0K时的最稳定结构,如果弄不清楚究竟是P6_3/mmc还是Im3m的话,就分别计算,取平均每个Na原子能量最低的结构。
至于含有气体时,如果不考虑分压,那么H = U,即内能;如果考虑分压,则是H = U + PV。所以,0K, 0GPa时得到的其实是内能。
如果要得到给定压强的焓,则是靠U + PV的方法,这需要EOS拟合;如果需要给定温度的焓,在半熔点之下可以使用谐波声子+准谐近似求得振动内能,如果高于半熔点低于熔点,则要考虑谐波声子+准谐波近似,非谐声子,电子三者对内能的贡献。
如果要非0K非0GPa的计算,把上面的结合起来就OK了~
思想重于技巧,内涵重于表象
2楼2011-12-18 00:35:55
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dd5818

银虫 (正式写手)

引用回帖:
楼: Originally posted by souledge at 2011-12-18 00:35:55:
LZ的专业是热力学,那就应该很清楚。比如NaCl,其生成焓就是:
dH_{NaCl} = H_{NaCl} - ( H_{Na} + 0.5*H_{Cl2} )
其中,Na是0K时的最稳定结构,如果弄不清楚究竟是P6_3/mmc还是Im3m的话,就分别计算,取平均每 ...

非常感谢你的回答,收益匪浅!
不过abinit是计算晶体的软件,如何计算气体的摩尔能量呢?
是不是仿照官方网站给的H2的例子呢?
那计算出来的是晶体的呢?还是气体的呢?
希望指点
3楼2011-12-18 09:50:39
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dd5818

银虫 (正式写手)

引用回帖:
楼: Originally posted by souledge at 2011-12-18 00:35:55:
LZ的专业是热力学,那就应该很清楚。比如NaCl,其生成焓就是:
dH_{NaCl} = H_{NaCl} - ( H_{Na} + 0.5*H_{Cl2} )
其中,Na是0K时的最稳定结构,如果弄不清楚究竟是P6_3/mmc还是Im3m的话,就分别计算,取平均每 ...

还有关于优化的问题,还望指点
1、进行能量计算是否一定需要优化
2、优化后的晶格常数与cif文件中给出的不一致又怎样解释
3、是否应该用优化后的最低能量去求生成焓
4楼2011-12-18 10:02:24
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