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1989shaonan

金虫 (小有名气)

[交流] DFT计算中的氢键和质子迁移问题

采用Gaussian中的DFT/B3LYP计算水合金属离子或其它一些氢键/质子的结构时,经常会出现奇怪的质子迁移,比如:
(1) 金属-水杨酸配合物,本来想计算酚羟基质子解离的过渡态,结果优化得到的路径却是质子转移到苯环上(图1. png),反应的活化能~200 kJ mol-1, 产物比反应物能量低~50 kJ mol-1。这条反应路径蛮奇怪的,不知道是不是真的可以在比如高温条件下发生,或者是DFT的方法问题;

(2) 另外一种就是水合金属离子M(H2O)6,尤其是对于一些电荷高、半径小的金属离子,在DFT计算中,配位水上的质子很容易转移到其它分子或阴离子上,形成M(H2O)5(OH) (图2. png,图3.png)。文献中把这种情况归结为DFT方法处理氢键的缺陷,但如何判断这种质子迁移会不会是真实存在的呢?

DFT计算中的氢键和质子迁移问题
1.png


DFT计算中的氢键和质子迁移问题-1
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DFT计算中的氢键和质子迁移问题-2
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zhou2009

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1989shaonan: 金币+1 2015-09-17 23:37:20
HF同样不行,也没有考虑电子相关。MP2可以考虑。
4楼2015-09-17 16:29:39
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zhou2009

版主 (著名写手)

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1989shaonan: 金币+1 2015-09-17 23:37:15
采用Gaussian中的DFT/B3LYP计算水合金属离子或其它一些氢键/质子的结构时,出现奇怪的结果,是DFT方法处理氢键的缺陷,因为B3LYP没有考虑关键的电子相关。
2楼2015-09-17 14:10:09
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1989shaonan

金虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by zhou2009 at 2015-09-17 14:10:09
采用Gaussian中的DFT/B3LYP计算水合金属离子或其它一些氢键/质子的结构时,出现奇怪的结果,是DFT方法处理氢键的缺陷,因为B3LYP没有考虑关键的电子相关。

谢谢回复。那么若采用HF或MP2方法计算得到类似的质子迁移结果,是否可以认为该反应路径是没有问题的呢?
3楼2015-09-17 14:58:32
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