分子模擬實驗實驗報告化學(xué)反應(yīng)模擬

1、分子模擬實驗作業(yè)一、實驗部分10。1 熱力學(xué)參數(shù)的計算101-1計算甲基自由基（CH3）的生成焓（和生成自由能的計算（理論方法）優(yōu)化。 CH3 結(jié)構(gòu)，得到總能量：- GAMESS Interface -Model： Untitled-1GAMESS Job: Minimize (Energy/Geometry） B3LYP/631G（d) Finish energy = 24977.625963 Kcal/MolE（CH3.）=-24977.6kcal/mol計算振動頻率run frequenc: ZPE=18。6 kcal/mol焓：H=21.2 kcal/mol對焓進(jìn)行零點能的修正: H2

2、98KH0K= （21.218。6）kcal/mol=2。6 kcal/mol從輸入文件中找到熵的數(shù)據(jù):熵 S= 。4 cal/(mol用同樣的理論方法計算C 原子和H E（C）= -23734.5 kcal/molE(H)= -311。8 kcal/mol根據(jù)熱力學(xué)公式，計算絕對零度(0K)下 CH3的生成焓：H f ,0K f ,0Katoms(X ) ( xE(X ) E(M) ZPE)atoms351.63(23734.5)3(311.8)(24977.6)18.6kcal/mol 35.8kcal /mol 298K 時的生成焓，根據(jù)以下公式計算:H f ,298K(M ) H f

3、,0K(M)(H298K H0K ) x(HMMXatomsH0K )Xstd 35.8 2.6 (1 0.25 31.01)kcal / m ol 35.1kcal / mol根據(jù)下列公式計算 298K 下時的自由能：G (S xS )f ,298Kf ,298KXatoms 35.1 298.15 (50.4 11.36 315.6) /1000kcal / mol 34.4kcal / mol生成焓的計算結(jié)果 35.1kcal/mol 與實驗值 35kcal/mol 相比符合較好。10.2 優(yōu)化搜索過渡態(tài)1、CHCFHF+CHCF3322過渡態(tài)的猜測和優(yōu)化過渡態(tài)的確認(rèn)1A1A2A2A”3

4、A3A”4A5A-1868.3273.4369。8424.2490.8495。0640。7789。2只有一個虛頻反應(yīng)能量途徑Mopac/PM3 計算的CH3CF3HF+CH2CF2 反應(yīng)的能量途括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示相對于反應(yīng)物的能量（單:kcal/mol)2、氫抽提反應(yīng)CH4+.OH。過渡態(tài)猜測和優(yōu)化過渡態(tài)確認(rèn)+HO3212345FREQUENCY： 3181.41 I948229。4521。4412.06只有一個虛頻反應(yīng)能量途徑Mopac/PM3 計算的 CH4+.OHCH3+H2O 反應(yīng)的能量途徑括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示相對于反應(yīng)物的能量（單位:kcal/mol）3、乙醇脫水反應(yīng) CH3過渡態(tài)猜測和優(yōu)化過

5、渡態(tài)確認(rèn)OH2O+CHCH2221A2A3A4A5A6A7A8A1359.5272。1525.2685。0739.3837.7871.6964.4只有一個虛頻反應(yīng)能量途徑Mopac/PM3 計算的 CH3CH2OHH2O+CH2CH2 反應(yīng)的能量途括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示相對于反應(yīng)物的能量（單位10。3 溶劑化效應(yīng)10-31 計算下面典型 S2 反應(yīng)的機理和反應(yīng)能量NF+CH ClFCH +Cl33氣相中的反應(yīng)途徑圖Mopac/PM3 計算的 F-+CH3ClFCH3+Cl反應(yīng)的能量途括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示相對于反應(yīng)物的能量（單位液相中的反應(yīng)途徑圖3Mopac/PM3 計算的 F-+CH ClFCH +Cl反應(yīng)

6、的能量途括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示相對于反應(yīng)物的能量（單位3二、實驗心得與體會化學(xué)反應(yīng)的影響。下面分別對三個實驗內(nèi)容進(jìn)行分析：熱力學(xué)參數(shù)的計算首先要對分子進(jìn)行構(gòu)型的優(yōu)化，然后在計算分子的振動頻率，.因為采用了轉(zhuǎn)動只與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，不考慮振動和轉(zhuǎn)動的耦合。有單電子的一般用開殼層進(jìn)行優(yōu)化，比較容易收斂，如甲級自由基.理論頻率計算的結(jié)果比實驗值偏高，須乘以標(biāo)度因子facto。振動自由度：(對于有n 個原子的分子）線性分子： 3n5在輸出文件(output 中注意從中識別出振動頻率。 優(yōu)化搜索過渡態(tài)主角與配角長要拉長 20%-40%，生成新鍵的兩個原子要相互靠近?？梢远ǖ幕瘜W(xué)知識基礎(chǔ)。,過渡態(tài)的確認(rèn)，首先，用眼用心去看看關(guān)鍵鍵參數(shù)是否有相,只有一個虛頻。化學(xué)反應(yīng)的類型：分子解離反應(yīng)、雙（多）分子反應(yīng)、抽提反應(yīng)。常見的過渡態(tài)類型：單斷鍵的過渡態(tài)、環(huán)狀過渡態(tài)、線性抽提過渡態(tài). 溶劑化效應(yīng)溶劑化模型分為兩種：顯式溶劑化模型、隱式溶劑化模型和顯/隱式溶劑化模型。本次課程不接觸顯/隱式溶劑化模型.顯式溶劑化模型要在建模時就將溶劑分子加上，但包含的溶劑化分子有限，計算較慢，等待時間長，配制要求較高。隱式溶劑化模型在建模時只有目標(biāo)分子，將溶劑的影響考慮進(jìn)哈密頓算符中，不同的溶劑有不同的隱式模型.本實驗采用隱