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小韌1木蟲 (正式寫手)
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[交流]
水分解的能量為什么是1.23eV？ 已有3人參與
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在標(biāo)準(zhǔn)氫電極的Energy level中，有兩個比較關(guān)鍵的能量值，一個是0，一個是1.23eV。電極電勢低于0時，會有H+得電子形成H2。當(dāng)電極電勢高于1.23V時，H2O中的O2-會失去電子變成O2。這個1.23 eV是對應(yīng)反應(yīng)的吉布斯自由能改變嗎？還是DOS上H2O分子中O的電子能態(tài)所在的能級位置？ 1. 先考慮第一種情況，計算反應(yīng)吉布斯自由能：2H2O=2H2+O2. 能量改變?yōu)椋?6.76 eV *2 (2H2)-8.33 eV (O2)-(-14.21 eV*2) (2H2O)=6.57 eV，除以2也是3.29eV，遠(yuǎn)大于1.23eV。 2. 第二種情況，O的2s，2p與H 1s雜化，以費(fèi)米能級為0，O2s能態(tài)位置位于-0.01eV， -2.1 eV， -5.9 eV，這些都與1.23eV對應(yīng)不上。如果需要將能級相對真空能級平移，平移多少合適？ 這里還是沒有弄清楚1.23eV到底對應(yīng)什么。做個記錄。 |
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補(bǔ)充下，2H2O-4e=4H(+)+O2這個氫標(biāo)電極電勢是能夠找到實驗數(shù)據(jù)的。實際計算的時候會涉及到的一些問題： 1、如樓上侯老師說的，你只是用了SCF能量（嚴(yán)格來說還不能說是0K的，還差ZPVE），得考慮核運(yùn)動對自由能的貢獻(xiàn)。 2、溶劑化在這個反應(yīng)中不可忽視，但又不能簡單按照連續(xù)介質(zhì)處理。因為如H(+)這種離子溶劑化偏差會稍大，而反應(yīng)前后的電荷不同，誤差不能得以抵消。 3、一般認(rèn)為電子電離到真空靜止區(qū)域，開放體系一般認(rèn)為是在無窮遠(yuǎn)處，即1/R=0|R->∞，能量（電勢）也是以此作為參考而并非氫標(biāo)電位，通常需要校正-4.4~-4.8左右的值才能得到氫標(biāo)電勢。 |
4樓2019-06-02 09:53:24
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