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adf:changeofgibbs

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adf:changeofgibbs [2016/07/19 16:14] liu.junadf:changeofgibbs [2019/12/31 17:15] liu.jun
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 ======如何计算溶液中氧化还原Gibbs自由能变化====== ======如何计算溶液中氧化还原Gibbs自由能变化======
  
-气体分子的Gibbs自由能计算、Thermal-ADF.py的用法,请参考费米科技WIKI:[[adf:gibbsofgas|]]。本文讲解如何计算溶液中的氧化还原Gibbs自由能变化。依据的参考文献:+气体分子的Gibbs自由能计算请参考费米维基:[[adf:ir]]。本文讲解如何计算溶液中的氧化还原Gibbs自由能变化。依据的参考文献:
  
 DFT as a Powerful Predictive Tool in Photoredox Catalysis: Redox Potentials and Mechanistic Analysis, Organometallics 2015, 34, 4218−4228 DFT as a Powerful Predictive Tool in Photoredox Catalysis: Redox Potentials and Mechanistic Analysis, Organometallics 2015, 34, 4218−4228
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 第一项:氧化还原自由能变化,也就是离子化势(ionization potential); 第一项:氧化还原自由能变化,也就是离子化势(ionization potential);
  
-第二项:还原产物PC的溶剂化自由能;+第二项:还原产物PC的溶剂化后的Gibbs自由能;
  
-第三项:氧化产物PC<sup>+</sup>的溶剂化自由能。+第三项:氧化产物PC<sup>+</sup>的溶剂化后的Gibbs自由能。
  
-我们以该文的Supporting Information的Table S1中PC1(+2)为例,说明PC1(+2)的这三个部分数值如何计算。下文中,PC1(2+)是文献中的表示方法,即PC1<sup>2+</sup>,PC1(3+)即PC1<sup>3+</sup>+我们以该文的Supporting Information的Table S1中PC1(+2)为例,说明$PC1^{2+}$的这三个部分数值如何计算。下文中,PC1(2+)是文献中的表示方法,即PC1<sup>2+</sup>,PC1(3+)即PC1<sup>3+</sup>
  
 **表S1:** **表S1:**
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 {{ :adf:gibbs-solution04.png |}} {{ :adf:gibbs-solution04.png |}}
  
-1,首先计算PC12+的气相Gibbs自由能,也即表S1中的Gas-phase,计算方法参考费米科技WIKI:[[adf:gibbsofgas|]]即可。+1,首先计算$PC1^{2+}$的气相Gibbs自由能,也即表S1中的Gas-phase,计算方法参考费米维基:[[adf:ir|]]即可。
  
 得到的Gas-phase Gibbs自由能为:-9090.487kcal/mol(因为结构优化精度的差别,与文献中数值略有差别,文献中为**-9091.7579kcal/mol**) 得到的Gas-phase Gibbs自由能为:-9090.487kcal/mol(因为结构优化精度的差别,与文献中数值略有差别,文献中为**-9091.7579kcal/mol**)
  
-2,类似地计算PC12+在MeCN溶液中的Gibbs自由能(与1的区别仅仅在于多了model > Salvation的溶剂化设置)+2,类似地计算$PC1^{2+}$在MeCN溶液中的Gibbs自由能(与1的区别仅仅在于多了model > Salvation的溶剂化设置),类似地得到Gibbs free energy。
  
-[[http://pan.baidu.com/s/1o7l2v6E|下载计算文件]]包括结构优化、频率计算、热力学性质计算+3,依照上述类似的方法,分别计算$PC1^{2+}$去掉一个电子之后,$PC1^{3+}$的气相Gibbs自由能以及在MeCN溶液中的Gibbs自由能均需另做结构优化)
  
-类似地得到Gibbs free energy+**注意:ADF2016后的版本,计算Gibbs Free Energy数值与下面略有不同,但方法是一样的**
  
-3,依照上述类似的方法,分别计算PC1(2+)去掉一个电子之后,PC1(3+)的气相Gibbs自由能以及在MeCN溶液中的Gibbs自由能(均需另做结构优化)。 +4,计算公式1中第一项,$PC1^{2+}$的△G<sup>0</sup>(gas,redox),也即表S1中的ΔG(gas)(采用文献中的数值):
- +
-4,计算公式1中第一项,PC1(2+)的△G<sup>0</sup>(gas,redox),也即表S1中的ΔG(gas)(采用文献中的数值):+
  
 ΔG(gas) ΔG(gas)
  
-=PC12+的气相Gibbs自由能-PC13+的气相Gibbs自由能+=$PC1^{2+}$的气相Gibbs自由能-$PC1^{3+}$的气相Gibbs自由能
  
 =-9091.7579-(-8795.4794) =-9091.7579-(-8795.4794)
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 =-296.3 kcal/mol =-296.3 kcal/mol
  
-5,计算公式1中第二项,PC1(2+)的△G<sup>0</sup>(solv,PC),也就是表S1中的ΔG(solv.PC):+5,计算公式1中第二项,$PC1^{2+}$的△G<sup>0</sup>(solv,PC),也就是表S1中的ΔG(solv.PC):
  
 ΔG(solv.PC) ΔG(solv.PC)
  
-=在MeCN溶液中的Gibbs自由能-气相的Gibbs自由能(采用文献中的数值)+=$PC1^{2+}$在MeCN溶液中的Gibbs自由能-$PC1^{2+}$气相的Gibbs自由能(采用文献中的数值)
  
 =-9213.1284-(-9091.7579)  =-9213.1284-(-9091.7579) 
行 54: 行 52:
 = -121.3705 kcal/mol = -121.3705 kcal/mol
  
-6,计算公式1中第三项,PC1(2+)的△G<sup>0</sup>(solv,PC<sup>+</sup>),也就是表S1中的ΔG(solv.PC+):+6,计算公式1中第三项,$PC^{2+}$的△G<sup>0</sup>(solv,PC<sup>+</sup>),也就是表S1中的ΔG(solv.$PC^+$)一列,在这里$PC1^{2+}$的正离子,就是$PC1^{3+}$了,所以
  
 ΔG(solv.PC+) ΔG(solv.PC+)
  
-=在MeCN溶液中的Gibbs自由能-去掉一个电子后在MeCN溶液中的Gibbs自由能+=$PC1^{3+}$在MeCN溶液中的Gibbs自由能-$PC1^{3+}$气相的Gibbs自由能
  
-=-9213.1284-(-9085.2758+-9085.2758-(-8795.4795)
  
-=-127.8526 kcal/mol+=-289.kcal/mol
  
-7,计算PC12+在MeCN溶液中氧化还原Gibbs自由能变化:+7,计算$PC1^{2+}$在MeCN溶液中氧化还原Gibbs自由能变化:
  
 △G<sup>0</sup>(soln,redox) △G<sup>0</sup>(soln,redox)

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