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紧接上文:
Materials Studio官方教程:DMol3——反应动力学【1】
Materials Studio官方教程:DMol3——反应动力学【2】
5、计算速率系数参数
下一步是进行反应动力学计算,以获得计算速率系数所需的参数。
确保TS.xod收集文档为当前文档。关闭其他文件。
在进行反应动力学计算之前,应确保输入结构合理。要做到这一点,应首先进行振动分析。
从菜单栏中选择Tools | Vibrational Analysis,打开Vibrational Analysis对话框。
双击TS结构将其选中,单击对话框中的Calculate按钮。
一个真正的过渡态将只有一个虚频(负数频率)。
为了计算正确的速率系数,反应动力学任务需要确定反应类型;即反应为分子异构反应、合成/分解反应还是置换反应。这是通过指定运动组来完成的。反应动力学任务可将运动组分配给反应片段;但是,可以使用Motion Groups对话框显式设置反应物和产物上的运动组。
从菜单栏中选择Modify | Motion Groups,打开Motion Groups对话框。选择产物中的乙烯结构并创建一个运动组,然后选择丁二烯结构并创建第二个运动组。在集合文档中选择TS结构,然后单击Create from selection按钮。对反应物分子重复此步骤。关闭对话框。
总共应该分配四个运动组,其中反应物和过渡态各一个,产物中有两个。
打开DMol3 Calculation对话框,在Setup选项卡上将Task更改为Reaction Kinetics。单击More...按钮以显示DMol3 Reaction Kinetics对话框。勾选Optimize transition state复选框并关闭对话框。
在Job Control选项卡中,取消勾选Automatic复选框。在Job description中输入Kinetics。
单击Run按钮,关闭对话框。
此计算任务完成后,将生成更新的Kinetics.xod文档。
6、计算速率系数
在本部分中,将分析输出文件Kinetics.xod,并计算速率系数。
将Kinetics.xod文件打开为当前文档,打开DMol3 Analysis对话框,并选择Reaction kinetics。将温度范围设置为From 200.0 K To 1000.0 K。取消勾选Apply tunneling correction选项卡,单击Calculate按钮。
将产生一个数据表,包含反应速率Arrhenius方程的参数:
计算出的参数可与从分解反应的激波管实验(Tsang, 1965)获得的实验值进行比较,DMol3还提供了合成反应的参数。
注意:将计算精度Quality设置为Fine可以获得更接近实验值的结果,但是计算可能需要更长的时间。
从菜单栏中选择File | Save Project,然后选择Window | Close All。
本教程到此结束。
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参考文献
Tsang, W. J. Chem. Phys., 42, 1805 (1965).
【系列教程】
Materials Studio官方教程:DMol3——计算光学性质【1】
Materials Studio官方教程:DMol3——计算简单化学反应的势垒【1】
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