分子模拟实验实验报告化学反应模拟

1、分子模拟实验作业一、实验部分10。1 热力学参数的计算101-1计算甲基自由基（CH3）的生成焓（和生成自由能的计算（理论方法）优化。 CH3 结构，得到总能量：- GAMESS Interface -Model： Untitled-1GAMESS Job: Minimize (Energy/Geometry） B3LYP/631G（d) Finish energy = 24977.625963 Kcal/MolE（CH3.）=-24977.6kcal/mol计算振动频率run frequenc: ZPE=18。6 kcal/mol焓：H=21.2 kcal/mol对焓进行零点能的修正: H2

2、98KH0K= （21.218。6）kcal/mol=2。6 kcal/mol从输入文件中找到熵的数据:熵 S= 。4 cal/(mol用同样的理论方法计算C 原子和H E（C）= -23734.5 kcal/molE(H)= -311。8 kcal/mol根据热力学公式，计算绝对零度(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 时的生成焓，根据以下公式计算: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根据下列公式计算 298K 下时的自由能：G (S xS )f ,298Kf ,298KXatoms 35.1 298.15 (50.4 11.36 315.6) /1000kcal / mol 34.4kcal / mol生成焓的计算结果 35.1kcal/mol 与实验值 35kcal/mol 相比符合较好。10.2 优化搜索过渡态1、CHCFHF+CHCF3322过渡态的猜测和优化过渡态的确认1A1A2A2A”3

4、A3A”4A5A-1868.3273.4369。8424.2490.8495。0640。7789。2只有一个虚频反应能量途径Mopac/PM3 计算的CH3CF3HF+CH2CF2 反应的能量途括号内数据表示相对于反应物的能量（单:kcal/mol)2、氢抽提反应CH4+.OH。过渡态猜测和优化过渡态确认+HO3212345FREQUENCY： 3181.41 I948229。4521。4412.06只有一个虚频反应能量途径Mopac/PM3 计算的 CH4+.OHCH3+H2O 反应的能量途径括号内数据表示相对于反应物的能量（单位:kcal/mol）3、乙醇脱水反应 CH3过渡态猜测和优化过

5、渡态确认OH2O+CHCH2221A2A3A4A5A6A7A8A1359.5272。1525.2685。0739.3837.7871.6964.4只有一个虚频反应能量途径Mopac/PM3 计算的 CH3CH2OHH2O+CH2CH2 反应的能量途括号内数据表示相对于反应物的能量（单位10。3 溶剂化效应10-31 计算下面典型 S2 反应的机理和反应能量NF+CH ClFCH +Cl33气相中的反应途径图Mopac/PM3 计算的 F-+CH3ClFCH3+Cl反应的能量途括号内数据表示相对于反应物的能量（单位液相中的反应途径图3Mopac/PM3 计算的 F-+CH ClFCH +Cl反应

6、的能量途括号内数据表示相对于反应物的能量（单位3二、实验心得与体会化学反应的影响。下面分别对三个实验内容进行分析：热力学参数的计算首先要对分子进行构型的优化，然后在计算分子的振动频率，.因为采用了转动只与分子结构有关，不考虑振动和转动的耦合。有单电子的一般用开壳层进行优化，比较容易收敛，如甲级自由基.理论频率计算的结果比实验值偏高，须乘以标度因子facto。振动自由度：(对于有n 个原子的分子）线性分子： 3n5在输出文件(output 中注意从中识别出振动频率。 优化搜索过渡态主角与配角长要拉长 20%-40%，生成新键的两个原子要相互靠近。可以定的化学知识基础。,过渡态的确认，首先，用眼用心去看看关键键参数是否有相,只有一个虚频。化学反应的类型：分子解离反应、双（多）分子反应、抽提反应。常见的过渡态类型：单断键的过渡态、环状过渡态、线性抽提过渡态. 溶剂化效应溶剂化模型分为两种：显式溶剂化模型、隐式溶剂化模型和显/隐式溶剂化模型。本次课程不接触显/隐式溶剂化模型.显式溶剂化模型要在建模时就将溶剂分子加上，但包含的溶剂化分子有限，计算较慢，等待时间长，配制要求较高。隐式溶剂化模型在建模时只有目标分子，将溶剂的影响考虑进哈密顿算符中，不同的溶剂有不同的隐式模型.本实验采用隐