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mengsk

金虫 (著名写手)

[交流] H和烷基链的给电子能力 已有2人参与

H和烷基链的给电子能力:
H, methyl, ethyl, hexyl, isopropyl,问了一下搞有机化学的人,都说给电子能力依次增强。
但最近我用gaussian B3LYP/6-31G(d,p) 算了一下NBO,得到的给电子能力顺序为:
hexyl=isopropyl<ethyl<methyl<H
顺序正好颠倒过来,请高手解释一下,谢谢啦!

如果计算方法有问题,请给个可以正确模拟该规律的方法和基组。
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奋斗中的小木虫
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zhou2009

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★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
gmy1990: 金币+2 2014-07-28 04:29:25
就拿1来说吧,是将1的 backbone-H的电子密度,分别减去 backbone和H的电子密度,得到电子密度差。
这种电子密度差在multiwfn中是用计算时分别得到的各个wfn文件相减完成的。

计算时要注意:
backbone和H分别取 backbone-H中的坐标,不能优化,并且加关键词nosymm。
backbone和H分别成为有单电子的了,电荷虽然还是0,但多重度为2。
算单个原子H,还要加IOP(6/7=3)。

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6楼2014-07-21 17:52:09
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zhou2009

版主 (著名写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
mengsk: 金币+5, 非常感谢!非常详细,我也想做一下电子密度差试一下,请问怎么个计算步骤?请不吝赐教 2014-07-20 17:50:23
gmy1990: 金币+5 2014-07-28 04:29:09
判断H和烷基链的给电子能力,实际上是比较它们的电负性,电负性小则给电子能力大。这在许多年前量子化学计算还高不可攀时,有大量人工计算基团电负性的工作,比较它们的电负性。现在量子化学计算普及了,算一个分子,电子分布一目了然,再也不去考虑电负性大小和给电子能力的大小了。
但这毕竟是一个基本问题,值得算一下。
可以比较H与-CH3谁的电负性大,用hf/6-311++g(d,p)算了一下CH4,并作了它与CH3、H的电子密度差。CH4中的H上竟增加了电子,表明H的电负性大于基团-CH3!
-CH3不是SP^3杂化、电负性微弱大于H吗?实际上基团-CH3的三个CH键电子对另一个H有排斥,以至于基团-CH3电负性比H的电负性还稍小。基团-CH2CH3因为排斥更大电负性更小。于是H, methyl, ethyl, hexyl, isopropyl依次电负性减小,即给电子能力依次增强。当然,烷基链再增长,排斥作用就变化不大了。
Mulliken atomic charges(净电荷)与NBO电荷,在上述问题上人为地在空间不合理划分电子归属,是有缺点不靠谱的。电子密度差是较可信的。
注:在作电子密度差时,如果等值面取默认值0.0004,看见的只是H3C-H的负值外壳,因为H3C-H比自由的H总体上电子是向内收缩的,外围是减少的。等值面取0.004时才能看见H上正的增值和C上电子的减少。
2楼2014-07-19 20:29:29
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mengsk

金虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by zhou2009 at 2014-07-19 20:29:29
判断H和烷基链的给电子能力,实际上是比较它们的电负性,电负性小则给电子能力大。这在许多年前量子化学计算还高不可攀时,有大量人工计算基团电负性的工作,比较它们的电负性。现在量子化学计算普及了,算一个分子 ...

我做过分子不同激发态的电子密度差,不同激发态时,分子中各个原子核的位置不变,只是电子密度发生变化;然而,换了不同的取代基,原子和坐标都发生变化,这是还是用同样的方法做电子密度差吗?两个分子的cube文件,相减,是这样吗?还是有别的数学处理?谢谢!
奋斗中的小木虫
3楼2014-07-21 11:22:13
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zhou2009

版主 (著名写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
换了不同的取代基,原子和坐标都发生了变化,现在是包含了不同的取代基的分子,要重新计算、重新作密度差,各自独立。但可以将密度差相互比较。
4楼2014-07-21 14:30:57
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