| 查看: 4236 | 回復(fù): 24 | ||||
csfn榮譽(yù)版主 (知名作家)
|
[交流]
【求助】前線(xiàn)軌道研究反應(yīng)選擇性的問(wèn)題 已有2人參與
|
|
最近做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CO能幫助N2固定在Cu上,純N2不容易固定。 于是想到用前線(xiàn)軌道理論的gap差來(lái)解釋下這個(gè)反應(yīng)。 用bp86/6-311G*計(jì)算呢Cu和CuCO。 由于兩個(gè)系統(tǒng)都是開(kāi)竅層,存在上下自旋兩套。存在的問(wèn)題是預(yù)測(cè)的的兩個(gè)系統(tǒng)的homo,lumo好像不太準(zhǔn),顯示的和N2的gap差出來(lái)看,Cu比起CuCO還更。ǜ菀追磻(yīng))。這明顯和實(shí)驗(yàn)部符合,也和其他報(bào)道的計(jì)算有差別。應(yīng)該是計(jì)算有問(wèn)題呢。 請(qǐng)教下,如果要用高斯計(jì)算homo,lumo之差來(lái)說(shuō)明反應(yīng),是否需要加什么限制或其他方法呢?上下自旋兩套HOMO,LUMO該怎么取舍呢? 補(bǔ)充:計(jì)算已經(jīng)可以解釋實(shí)驗(yàn)?zāi)。?wèn)題在于開(kāi)始沒(méi)有找到基態(tài)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致gap差不準(zhǔn),與實(shí)驗(yàn)反應(yīng)選擇性不符合,F(xiàn)在ok呢。 [ Last edited by csfn on 2009-9-16 at 15:44 ] |
量化計(jì)算 |
金蟲(chóng) (著名寫(xiě)手)
小木蟲(chóng)掃盲人
|
有沒(méi)有可能不是帶隙的問(wèn)題,的確,帶隙的大小可以在一定程度上反映化學(xué)反應(yīng)的難易,代表電子由HOMO相LUMO躍遷時(shí)容易與否。但并非唯一因素。 會(huì)不會(huì)是這樣,從前線(xiàn)分子軌道角度來(lái)說(shuō),由于N2的前線(xiàn)軌道和Cu的前線(xiàn)軌道對(duì)稱(chēng)性不適合,是對(duì)稱(chēng)禁戒的,從而難于發(fā)生相互作用,導(dǎo)致不容易吸附(即相互作用)。而當(dāng)形成CuCO時(shí),N2與CuCO的分子軌道對(duì)稱(chēng)性匹配,比如說(shuō),可以形成活化能較低的過(guò)渡態(tài),即對(duì)稱(chēng)性允許的狀態(tài),從而容易吸附。 個(gè)人意見(jiàn),僅供參考。我現(xiàn)在經(jīng)常嘗試用化學(xué)語(yǔ)言跟化學(xué)人交流,不知道效果如何。啦啦啦。 ![]() [ Last edited by yzcluster on 2009-9-13 at 15:18 ] |
木蟲(chóng) (知名作家)
木蟲(chóng) (著名寫(xiě)手)
說(shuō)一下我個(gè)人的看法,呵呵,不是化學(xué)出身的剛接觸量化不久,說(shuō)得有不準(zhǔn)確的地方請(qǐng)大家批評(píng)指正 。Gap只是影響因素之一,但單純從Gap的大小應(yīng)該很難說(shuō)明他吸附的強(qiáng)弱吧,呵呵。我認(rèn)為可以通過(guò)電荷差分密度圖來(lái)看可能會(huì)更清晰一些,從電荷差分密度圖上可以看出電荷的轉(zhuǎn)移情況,以及他們之間的吸附情況,是弱的物理吸附還是強(qiáng)的化學(xué)鍵合。這也許能更好的說(shuō)明問(wèn)題。 希望大家討論 |
禁蟲(chóng) (文壇精英)
密度泛函·小卒
|
看到本版專(zhuān)家yz帥哥和木蟲(chóng)zld美眉的回帖,小卒受益匪淺!不過(guò)這兩位大俠都是物理出身的,所以小卒這個(gè)化學(xué)出身的有點(diǎn)兒淺見(jiàn)想和大家商榷一下。淺薄之處,請(qǐng)勿見(jiàn)笑。 我從沒(méi)算過(guò)吸附所以只能是在這兒瞎猜。 分子計(jì)算中的“LUMO-HOMO-GAP這個(gè)概念體系”和固體計(jì)算中的“導(dǎo)帶-價(jià)帶-帶隙這個(gè)概念體系”確實(shí)是可以相互對(duì)應(yīng)的,但是,這兩個(gè)概念我覺(jué)得和“吸附能力的大小”并沒(méi)有直接關(guān)系。 吸附有兩種,一種是物理吸附,一種是化學(xué)吸附(這是一句廢話(huà))。csfn的問(wèn)題明顯是化學(xué)吸附(繼續(xù)廢話(huà)中)。化學(xué)吸附就是三種力的作用:分子間作用力(低強(qiáng)度的作用),氫鍵或其他強(qiáng)烈正負(fù)電荷中心之間的吸引力(中等強(qiáng)度的作用),配位鍵或離子鍵(強(qiáng)烈的相互作用)。 我尋思著,csfn應(yīng)該計(jì)算的是不同的吸附方式的能量降低程度.誰(shuí)的能量降低程度越大,誰(shuí)的反應(yīng)勢(shì)壘越低,誰(shuí)就越容易吸附.這已經(jīng)是大量的反應(yīng)歷程計(jì)算問(wèn)題了。 我想了想,csfn的問(wèn)題,應(yīng)該能用下面的示意圖來(lái)進(jìn)行計(jì)算.我是化學(xué)出身的,所以看問(wèn)題往往流于表面.還請(qǐng)大家斧正. 最近想做卟啉類(lèi)化合物和金屬表面的相互作用.這個(gè)問(wèn)題和csfn的問(wèn)題幾乎是如出一轍_就是尋找卟啉和金屬表面的最佳的一種結(jié)合方式.希望能在這個(gè)問(wèn)題上和csfn以及其他諸位大俠多多交流. [ Last edited by yjcmwgk on 2009-9-16 at 14:30 ] |
禁蟲(chóng) (文壇精英)
密度泛函·小卒
木蟲(chóng) (著名寫(xiě)手)
|
呵呵,看了小卒的圖說(shuō)明的很清晰。我再說(shuō)點(diǎn)我個(gè)人的淺顯意見(jiàn),請(qǐng)大家批評(píng)指正。一般情況下表面吸附分三種基本位置:top,bridge(這兩種情況在小卒的示意圖中都已經(jīng)考慮了),hollow位,另外,對(duì)于雙原子分子還可能有平行于表面和垂直于表面的情況。分別對(duì)這一系列情況進(jìn)行計(jì)算,尋找最穩(wěn)定結(jié)構(gòu),就是他的最可能的吸附位和鍵合方式。 另外,結(jié)合剛學(xué)的一點(diǎn)量化知識(shí)我從小卒的圖中還可以看出這樣的信息,通常最容易吸附的位置是電子云密度最密集的orientation(如N-N是沿著鍵方向的sigma方向軌道更擴(kuò)展),所以個(gè)人認(rèn)為歸結(jié)下來(lái)還是軌道分布或者說(shuō)電子云密度分布情況能說(shuō)明問(wèn)題(化學(xué)術(shù)語(yǔ)上可能不嚴(yán)謹(jǐn),還請(qǐng)化學(xué)的同學(xué)多指正,呵呵)。 再次,請(qǐng)教小卒一個(gè)菜問(wèn)題,別見(jiàn)笑呵呵。你說(shuō)的分子間的鍵合方式離子鍵啊、分子間相互作用力等在建模上能體現(xiàn)出來(lái)嗎?也就是說(shuō)建模的時(shí)候不同的鍵合方式是否是通過(guò)鍵長(zhǎng)等來(lái)體現(xiàn)呢?謝謝啦 |
金蟲(chóng) (著名寫(xiě)手)
小木蟲(chóng)掃盲人
|
我看了一下LSS的回帖,使我想起來(lái)一個(gè)問(wèn)題。那就是LZ的實(shí)驗(yàn)中Cu究竟處于什么狀態(tài)。按照空間維度來(lái)說(shuō),Cu可以是以氣相原子(如果你的實(shí)驗(yàn)足夠精確的話(huà)),Cu顆粒或Cu晶體某些易解理面(比如米勒指數(shù)為{100}的晶面等等),這些情況是大不相同的(不過(guò)LZ似乎沒(méi)有明確說(shuō)出Cu的狀態(tài))。也就是CO和N2的在維度不同的Cu凝聚體上可能會(huì)展現(xiàn)出完全不同的現(xiàn)象。而不同幾何維度的體系(即使化學(xué)成分相同),可以展現(xiàn)出完全的不同的物理或是化學(xué)性質(zhì)。 LSS的帖子給出了Cu表面吸附的情況,主要包括了CO在Cu的頂位吸附、“頂位-橋位-頂位”, “橋位-頂位-橋位”等的吸附情況(當(dāng)然,還有一些情況,比如穴位吸附,或是穴位跟其他吸附位的組合等,并未給出),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮了N2的吸附。很顯然,在這個(gè)問(wèn)題中吸附位種類(lèi)是很多的,而且可以料想到,可能對(duì)于某些構(gòu)型,能量差別并不大,因而在實(shí)驗(yàn)中都可以出現(xiàn)。 并且,化學(xué)吸附的話(huà),有可能CO或是N2會(huì)分解成原子吸附在Cu表面上,這也是有可能的。 另外,也可能Cu是處在團(tuán)簇或是納米顆粒的狀態(tài),顯然,這些東西的表面已經(jīng)不再像晶面那樣有比較理想的周期性了。而且,對(duì)于納米顆粒來(lái)說(shuō),其表面效應(yīng)更為重要(納米顆粒體內(nèi)原子已經(jīng)接近固體晶格結(jié)構(gòu),但是表面相對(duì)于完整晶格很可能會(huì)有大的重構(gòu)等等)。因此,LZ需要明確實(shí)驗(yàn)的條件才好進(jìn)一步說(shuō)明問(wèn)題。 個(gè)人意見(jiàn)。 ![]() [ Last edited by yzcluster on 2009-9-16 at 15:24 ] |
榮譽(yù)版主 (知名作家)
|
感謝LS各位的指教 有個(gè)最大的感受就是學(xué)多了東西容易想的復(fù)雜 ![]() 其實(shí)這個(gè)就是Cu就是一個(gè)原子 ![]() 不管是表面or原子分子團(tuán)簇,最常見(jiàn)的好像是用能量從熱動(dòng)力學(xué)上面來(lái)說(shuō)明反應(yīng)的問(wèn)題或?qū)ふ一鶓B(tài)機(jī)構(gòu)。 這里我為什么提出要用前線(xiàn)軌道來(lái)看下呢?其實(shí)也沒(méi)多大意思,只是為了能讓理論解釋顯得高級(jí)點(diǎn)點(diǎn),否則老是算個(gè)能量過(guò)于簡(jiǎn)單。而前線(xiàn)軌道兩個(gè)反應(yīng)物的gap差是可以說(shuō)明反應(yīng)選擇性的問(wèn)題。具體大家隨便搜搜就能找到幾個(gè)文章呢。 如果搜索不到那就等我下次把這個(gè)文章發(fā)給大家 ,CO-promotend N2 fixation at Cu atom,不過(guò)還沒(méi)寫(xiě)完,估計(jì)下個(gè)月投哈[ Last edited by csfn on 2009-9-16 at 15:39 ] |
木蟲(chóng) (知名作家)
|
這是用慣GAUSSIAN者的思考模式,實(shí)際上其中的一些吸附模式是不會(huì)穩(wěn)定的,做表面吸附,主要是考察一些特殊位點(diǎn),如你圖中應(yīng)為Cu(100)面結(jié)構(gòu)(如果銅原子間距不相等,也可視為Cu(110))。如圖表面上吸附位點(diǎn)一般可以考慮top、hollow和bridge。這些位點(diǎn)上吸附時(shí),對(duì)N2等含有重鍵的小分子,吸附構(gòu)型可以考慮直立、傾斜和平伏三種構(gòu)型,但穩(wěn)定構(gòu)型可能是直立吸附構(gòu)型(憑經(jīng)驗(yàn)猜的,需要實(shí)際計(jì)算印證),這種構(gòu)型過(guò)去常用Blyholder model 來(lái)解釋?zhuān)褪窍蠼饘亵驶衔镏心菢,形成反饋鍵,但更合理的解釋恐怕要用Anderson模型。 我前面說(shuō)用諸如VASP之類(lèi)的程序,可以用SLAB模型來(lái)計(jì)算,考慮到了表面結(jié)構(gòu)的周期性,而用GAUSSIAN的話(huà),恐怕只能用cluster模型(盡管G03可以做周期性結(jié)構(gòu),但算金屬表面恐怕還是有點(diǎn)難為GAUSSIAN了),邊界效應(yīng)也是GAUSSIAN經(jīng)常被人詬病的地方。 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 求調(diào)劑,總分315,考的生物醫(yī)藥,一志愿湖南師范大學(xué)。調(diào)劑到任何專(zhuān)業(yè)都可以 +3 | 小丁想進(jìn)步 2026-03-11 | 3/150 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 一志愿南京大學(xué),080500材料科學(xué)與工程,調(diào)劑 +4 | Jy? 2026-03-16 | 4/200 |
|
|
[考研] 289求調(diào)劑 +6 | 步川酷紫123 2026-03-11 | 6/300 |
|
|
[考研] 08工科 320總分 求調(diào)劑 +3 | 梨花珞晚風(fēng) 2026-03-17 | 3/150 |
|
|
[考研] 一志愿985,本科211,0817化學(xué)工程與技術(shù)319求調(diào)劑 +5 | Liwangman 2026-03-15 | 5/250 |
|
|
[考研] 318求調(diào)劑 +3 | Yanyali 2026-03-15 | 3/150 |
|
|
[考研] 085600材料與化工 求調(diào)劑 +13 | enenenhui 2026-03-13 | 14/700 |
|
|
[考研] 070303 總分349求調(diào)劑 +3 | LJY9966 2026-03-15 | 5/250 |
|
|
[考研] 328求調(diào)劑 +3 | 5201314Lsy! 2026-03-13 | 6/300 |
|
|
[考研] 學(xué)碩285求調(diào)劑 +13 | Wisjxn 2026-03-12 | 46/2300 |
|
|
[考研] 311求調(diào)劑 +8 | zchqwer 2026-03-10 | 8/400 |
|
|
[考研] 求材料調(diào)劑 +5 | 隔壁陳先生 2026-03-12 | 5/250 |
|
|
[考研] (081700)化學(xué)工程與技術(shù)-298分求調(diào)劑 +12 | 11啦啦啦 2026-03-11 | 35/1750 |
|
|
[考研] 307求調(diào)劑 +5 | 超級(jí)伊昂大王 2026-03-12 | 5/250 |
|
|
[考研] 308求調(diào)劑 +3 | 是Lupa啊 2026-03-12 | 3/150 |
|
|
[論文投稿]
投稿問(wèn)題
5+4
|
星光燦爛xt 2026-03-12 | 6/300 |
|
|
[考研] 070303一志愿西北大學(xué)學(xué)碩310找調(diào)劑 +3 | d如愿上岸 2026-03-13 | 3/150 |
|
|
[考研] 296求調(diào)劑 +3 | 大口吃飯 身體健 2026-03-13 | 3/150 |
|
|
[考博] 2026年博士申請(qǐng) +3 | QwQwQW10 2026-03-11 | 3/150 |
|
|
[基金申請(qǐng)] 提交后的基金本子,已讓學(xué)校撤回了,可否換口子提交 +3 | dut_pfx 2026-03-10 | 3/150 |
|