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adf:ir2020

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adf:ir2020 [2020/11/16 20:41] – 创建 liu.junadf:ir2020 [2024/05/29 17:03] (当前版本) – [气相分子的频率、红外IR、零点能、转动能量、转动惯量、熵、焓、热容与Gibbs自由能、液相自由能与焓的计算] liu.jun
行 1: 行 1:
-====== 分子的频率、红外、零点能、转动能量、转动惯量、熵、焓、热熔与Gibbs自由能======+====== 气相分子的频率、红外IR、零点能、转动能量、转动惯量、熵、焓、热容与Gibbs自由能，液相自由能与焓的计算======
  
 =====第一步，优化分子结构===== =====第一步，优化分子结构=====
行 22: 行 22:
 在该任何相关的任何窗口，或在ADFjobs中选中该任务之后，点击ADF LOGO > Spectra，即显示振动频率： 在该任何相关的任何窗口，或在ADFjobs中选中该任务之后，点击ADF LOGO > Spectra，即显示振动频率：
  
-{{ :adf:frequencies03.png?650 }}+{{ :adf:2020frequencies03.png?650 }}
  
-如果有虚频，则虚频的峰为负数，此例中没有虚频。点击峰的位置，或者下方列表中计算得到的三个峰的三行，则显示该峰对应的振动模式的振动动画。+如果有虚频，则虚频的峰为负数，此例中没有虚频。
  
-点击SCM > Output > Other Properties > Zero-Point Energy可以看到零点能。 +<color green>点击峰的位置，或者下方列表中计算得到的某一行（每一行对应一个峰、一个模式），则显示该峰对应的振动模式的振动动画。</color> 
- +====零点能==== 
-在ADF logo > Output >Other properties > Intensities Collected，可以看到文本形式的输出内容，包括强度和热力学信息：+点击SCM > Output > 窗口底部搜索“Zero-point energy”可以看到零点能： 
 +<code> 
 + Zero-point energy (Hartree):     0.0771 
 +</code> 
 +Bonding Energy加上零点能即考虑了零点能矫正。 
 +====转动惯量==== 
 +Output窗口底部搜索“Moments of Inertia”，显示转动惯量的数值，及其主轴：
 <code> <code>
- Statistical Thermal Analysis  ***  ideal gas assumed  *** 
- 
-   
- Pressure:                  1.000000 atm. 
- 
- Lowest Temperature:      298.150000 K 
- Highest Temperature:     398.150000 K 
- Nr. of T-steps:          101 
- 
- 
- 
  Moments of Inertia [amu*bohr^2] and principal axis  Moments of Inertia [amu*bohr^2] and principal axis
  ==================================================  ==================================================
  
-           1.9638          4.4225          6.3862+          52.0223        194.1243        223.1396
  ------------------------------------------------  ------------------------------------------------
-           0.0000          0.0000          1.0000 +           0.8412         -0.5322         -0.0958 
-           1.0000          0.0000          0.0000 +           0.0781         -0.0558          0.9954 
-           0.0000          1.0000          0.0000+           0.5350          0.8448          0.0054 
 +</code>
  
 +====熵、焓、热熔与Gibbs自由能====
  
- The rotational contribution to the molecular entropy includes +在SCM > Output >Other properties > Statistical Thermal Analysis，可以看到文本形式的输出内容，包括强度和热力学信息： 
- a term, dependent on the symmetry number sigma. The results  +<code> 
- reported below were computed using sigma = 2, determined from +     Temp                                                        Transl      Rotat     Vibrat     Total 
- the point group symmetry of the input geometry (C(2V)).  +     ----                                                        ------      -----     ------     -----
- If this is not the correct symmetry, try symmetrizing the molecule before +
- running the calculation (note: linear molecules should be aligned along one +
- of the Cartesian axes). +
- Contributions from frequencies below 20 1/cm are not included in +
- the vibrational sums. Their contributions, if any, are reported separately.+
  
 +     378.15   Entropy (cal/mol-K):                               38.587     23.046      7.365     68.998
 +              Nuclear Internal Energy (kcal/mol):                 1.127      1.127     50.109     52.364
 +              Constant Volume Heat Capacity (cal/mol-K):          2.981      2.981     11.090     17.051
 +          (c) Constant Volume Heat Capacity (cal/mol-K):          2.981      2.981     11.045     17.007
  
-     Temp                                                       Transl     Rotat    Vibrat     Total +       Summary of energy terms
-     ----                                                       ------     -----    ------     ----- +
- +
-     298.15   Entropy (cal/mole-K):                             34.608    10.415     0.015    45.039 +
-              Internal Energy (Kcal/mole):                       0.889     0.889    13.316    15.094 +
-              Constant Volume Heat Capacity (cal/mole-K):        2.981     2.981     0.092     6.054 +
- +
-              Summary of energy terms+
                                                    hartree              eV         kcal/mol           kJ/mol                                                    hartree              eV         kcal/mol           kJ/mol
                                       --------------------     -----------       ----------      -----------                                       --------------------     -----------       ----------      -----------
-              Bond Energy:              -0.514027806778452        -13.9874          -322.56         -1349.58 +      Energy from Engine:               -1.706721169467299        -46.4422         -1070.98         -4481.00 
-              Internal Energy:           0.024053624667862          0.6545            15.09            63.15 +      Nuclear Internal Energy:           0.083446897878264          2.2707            52.36           219.09 
-              pV/n = RT:                 0.000944186013486          0.0257             0.59             2.48 +  (c) Nuclear Internal Energy:           0.083408053255381          2.2696            52.34           218.99 
-              Enthalpy H:               -0.489029996097105        -13.3072          -306.87         -1283.95 +      Internal Energy U:                -1.623274271589035        -44.1715         -1018.62         -4261.91 
-              -T*S:                     -0.021399475096437         -0.5823           -13.43           -56.18 +      pV/n = RT:                         0.001197531246016          0.0326             0.75             3.14 
-              Gibbs free energy:        -0.510429471193542        -13.8895          -320.30         -1340.13 +      Enthalpy H:                       -1.622076740343019        -44.1390         -1017.87         -4258.76 
- +      -T*S:                             -0.041579770889873         -1.1314           -26.09          -109.17 
- +  (c) -T*S:                             -0.041581265021315         -1.1315           -26.09          -109.17 
-     Temp                                                       Transl     Rotat    Vibrat     Total +      Gibbs free energy:                -1.663656511232892        -45.2704         -1043.96         -4367.93
-     ----                                                       ------     -----    ------     ----- +
- +
-     299.14   Entropy (cal/mole-K):                             34.625    10.425     0.015    45.066 +
-              Internal Energy (Kcal/mole):                       0.892     0.892    13.317    15.100 +
-              Constant Volume Heat Capacity (cal/mole-K):        2.981     2.981     0.094     6.055 +
- +
-              Summary of energy terms +
-                                                   hartree              eV         kcal/mol           kJ/mol +
-                                      --------------------     -----------       ----------      ----------- +
-              Bond Energy:              -0.514027806778452        -13.9874          -322.56         -1349.58 +
-              Internal Energy:           0.024063177770665          0.6548            15.10            63.18 +
-              pV/n = RT:                 0.000947321474284          0.0258             0.59             2.49 +
-              Enthalpy H:               -0.489017307533503        -13.3068          -306.86         -1283.91 +
-              -T*S:                     -0.021483248259844         -0.5846           -13.48           -56.40 +
-              Gibbs free energy:        -0.510500555793348        -13.8914          -320.34         -1340.32 +
-  +
- +
-………… +
- +
-………… +
- +
- +
- +
-     Temp                                                       Transl     Rotat    Vibrat     Total +
-     ----                                                       ------     -----    ------     ----- +
- +
-     398.15   Entropy (cal/mole-K):                             36.045    11.278     0.068    47.391 +
-              Internal Energy (Kcal/mole):                       1.187     1.187    13.335    15.709 +
-              Constant Volume Heat Capacity (cal/mole-K):        2.981     2.981     0.299     6.261 +
- +
-              Summary of energy terms +
-                                                   hartree              eV         kcal/mol           kJ/mol +
-                                      --------------------     -----------       ----------      ----------- +
-              Bond Energy:              -0.514027806778452        -13.9874          -322.56         -1349.58 +
-              Internal Energy:           0.025033642777425          0.6812            15.71            65.73 +
-              pV/n = RT:                 0.001260867554148          0.0343             0.79             3.31 +
-              Enthalpy H:               -0.487733296446879        -13.2719          -306.06         -1280.54 +
-              -T*S:                     -0.030069226500753         -0.8182           -18.87           -78.95 +
-              Gibbs free energy:        -0.517802522947632        -14.0901          -324.93         -1359.49+
 </code> </code>
 其中， 其中，
   * 如同输出文件内容所说，这种计算Gibbs自由能的方式，引入了理想气体近似，   * 如同输出文件内容所说，这种计算Gibbs自由能的方式，引入了理想气体近似，
-  * Moments of Inertia，转动惯量I。转动能级E<sub>rotate</sub>=h<sup>2</sup>*J(J+1)/8π<sup>2</sup>I，其中J为转动量子数也就是能级序号，I为转动惯量（非负整数），h为普朗克常数（h=6.62606896×10<sup>-34</sup>J·s），π＝3.141593。 +  * Transl，Rotat，Vibrat，Total三项列出了各个温度时，熵、核内能、热容的平移、转动、振动分量与总和。 
-  * Transl，Rotat，Vibrat，Total三项列出了各个温度时，熵、内能、热容的平移、转动、振动分量与总和。 +  * 转动能级的计算：Moments of Inertia，转动惯量I，在前面有列出。转动能级E<sub>rotate</sub>=h<sup>2</sup>*J(J+1)/8π<sup>2</sup>I，其中J为转动量子数也就是能级序号，I为转动惯量（非负整数），h为普朗克常数（h=6.62606896×10<sup>-34</sup>J·s），π＝3.141593。转动能级本身通过玻尔兹曼分布进行平均，得到该温度下的转动能量。 
-  * Summary of energy terms，列出了内能、焓、Gibbs自由能等信息。+  * Summary of energy terms，列出了电子内能（即Energy from Engine）、焓、Gibbs自由能等信息。 
 +  * （c）是进行了低频热力学修正之后的值，参考：https://www.scm.com/doc/AMS/Vibrational_Spectroscopy.html#thermodynamics 
 +  * 这里的自由能是气相的自由能，**液体自由能的计算**，参考：[[adf:calcualteliquidfreeenergy]] 
 + 
 +=====补充：只计算部分原子相关的振动、Gibbs自由能等，如何设置？===== 
 +====设置==== 
 +其他设置如上文所示，增加设置如下： 
 +  * 将需要计算振动的这部分原子设置为一个Region（设置方法参考：[[adf:creatregion]]） 
 +  * Properties → IR(Frequency),VCD → Hessian only for选择该Region 
 + 
 +====结果==== 
 +  * 平动、转动相关的能量，全部原子考虑在内 
 +  * 振动相关能量，仅仅考虑了指定这部分原子振动引起的
adf/ir2020.1605530512.txt.gz · 最后更改: 2020/11/16 20:41 由 liu.jun

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