Materials Studio 培训教程 1(包你学会!).ppt

* 反应物 产物 过渡态(能量鞍点) 反应势垒 反应能 反应坐标 目的: 介绍如何使用 DMol3 和 Reaction Preview 工具进行过渡态搜索的计算。 对简 单反应，这种方法是有效的。模块: Materials Visualizer, DMol3前提: 用局域内坐标对固体进行结构优化。 用LST/QST 搜索过渡态 背景 对任何反应的势能面的探索都要求知道反应进程中每一步的结构和能量，或者动力学和热动力学的快照(snapshots)。特别重要的是决定反应速率的那一步，这通常需要找到那些难以捕获的过渡态结构。有一些方法对找到过渡态的结构是很有效果的，其中比较知名的就是线性同步度越(linear synchronous transit, LST)和二次同步度越(quadratic synchronous transit,QST)。 本例中，我们将介绍DMol 中的LST /QST 工具的使用，将会看到如何使用LST/QST 搜索乙烯醇转变为乙醛的H转移反应 的过渡态结构。 CH2CHOH → CH3CHO 本例包括以下内容： ?? 1. 建立一个计算模型 ?? 2. 优化分子结构 ?? 3.定义原子对 ?? 4.用LST/QST 的方法计算过渡态 ?? 5.优化过渡态结构 1.建立一个计算模型 选择 creating a new project，建立名为vinylOH 的project 。 在本单元中，你要在两个不同的3D Atomistic 界面中建立反应物和产物模型。第一步就是打开一个新的3D Atomistic界面，构建反应物乙烯醇(vinyl alcohol)。 点击工具栏里的New button，选择3D Atomistic。 在Sketch 工具条上，点击Sketch Atom 按钮 。 将鼠标移至3D Atomistic界面，连续点击三次鼠标，画三个连接的碳原子。按一下键盘上的ESC 键。 改为球棍显示 在3D Atomistic上 ，点击选择第三个C 原子。点击Modify Element 按钮上的选择箭头，选择氧元素。刚才被选的原子由碳原子变成了氧原子。 点击碳-碳键一次，选中。点击Sketch工具条上的Modify Bond Type 键 ，选择双键，从而把单键变成双键。点击别处，取消选择碳-碳键。 按下Adjust Hydrogen 按钮 ，点击一次Clean 按钮 ，拖动结构模型，使得和下图相似，以球棍模型显示。 在Project浏览器内，右击3D Atomistic.xsd，选择Rename，将其重新命名为reactant.xsd。 在3D Viewer上选择Selection按钮 ， 双击乙烯醇结构中的任何一个原子。 这样乙烯醇的每一个原子都被选上，颜色显示为黄色。 * 在这个新的3D 界面文件中，点击O-H 键。按下键盘上的DELETE 键。点击Sketch Atom 按钮 ，然后是孤立的H 原子，以及亚甲基团中的C 原子。如果画分子有问题，则删除3D Atomistic.xsd上的原子，再进行CTRL+C、CTRL+V。 * 在键盘上按下CTRL + C。 选中的结构文件被复制到了剪贴板。 * 用File / New…打开一个新的3D Atomistic 文件，按下键盘上的CTRL + V。 * 结构模型被粘贴到刚刚新打开的3D 界面上。现在需要改变化学键和对原子重新排布以得到产物结构。 点击一次Clean 按钮 。 现在结构就和下面的看上去相似了。 点击一次C-O 键，由单键改为双键。 连续双击C-C 键，C-C 键就会由双键变为三键，然后又变成单键。 现在需要把该结构的文件名改为product.xsd。右击工作浏览器Project内的3D Atomistic.xsd，将其名称改为product.xsd，回车。 2. 优化分子结构 为了优化LST/QST的计算性能，需要对反应物和产物的结构进行优化。这个工作可以通过DMol3 的几何优化功能来完成。 点击别处，取消选择结构。按下工具条上的DMol3 按钮 ，然后选择下拉条中的Calculation。DMol3 的计算对话框显示出来。 将Task 由Energy 改为Geometry Optimization。确认Quality 设为Medium。将泛函改为GGA \BP。 刚才指定了使