ReaxFF能计算液相到气相的过程些热力学参数(热容、焓)的变化吗?

能。但是力场的可靠度,决定了结果的准确性。力场在热力学性质方面,应该误差非常大。训练的时候,一般也没有训练过热力学性质。

如果使用ReaxFF,就只能通过频率的计算(Properties → Thermodynamics可以设置温度、压强),得到热力学性质,其中包括热熔、焓、自由能。但是这种方法(除开力场本身带来的误差之外)里面还包含2种近似:

  1. 理想气体近似:理想气体是分子体积为0的“点”。因此分子越大,比如5个原子的分子,就和一个体积为0的球(实际为一个点)区别挺大的了。
  2. 谐振近似:分子的热力学性质是由其振动决定的(平动、转动的自由度属于经典物理学的范畴,可以精确计算,没有误差,有误差的地方就是振动),而谐振近似是将振动近似为谐振,即势函数为二次曲线(抛物线)。但实际的情况,只有在平衡位置很小的范围,势能函数可以很好地近似为抛物线。当温度很高的时候,振幅扩大,就会远离平衡位置,导致谐振近似变成一个很差的近似,从而误差会扩大。

这里有一篇文章,是详细对比这种方法计算热容、焓、自由能(基于更精确的DFT),与基于COSMO-RS来计算自由能,进行对比:使用COSMO-RS计算气相、液相自由能与通过频率计算气相自由能进行比较

基于COSMO-RS可以避开理想气体近似、谐振近似、力场导致的巨大误差。当然COSMO-RS有它自己的方法带来的误差,但是应该比ReaxFF/DFT通过频率计算自由能等热力学性质要可靠的多。