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iamlongwei金蟲 (正式寫手)
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[求助]
請(qǐng)教一下比較分子能量時(shí)候考慮負(fù)號(hào)嗎？ 已有1人參與
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各位高人： 小弟不才，一直在摸索高斯gaussian的計(jì)算，在能量輸出部分出現(xiàn)了疑惑， 輸出文檔的末端HF是電子的總能量，內(nèi)能是電子能量+內(nèi)能校正項(xiàng)，一般是負(fù)數(shù)的。 我在一本教科書上反復(fù)看到，負(fù)數(shù)小的反而能量高？這是對(duì)的嗎？ 比如： 經(jīng)過(guò)計(jì)算得到A分子的穩(wěn)定構(gòu)象內(nèi)能是-405.39 a.u. B分子在同樣方法和基組水平上的穩(wěn)定構(gòu)象內(nèi)能是-409.38 a.u. 則得到A分子的能量低，較穩(wěn)定。 請(qǐng)問(wèn)這樣比較是正確的嗎？就是負(fù)數(shù)能量要取絕對(duì)值，絕對(duì)值小的能量低。 如果帶負(fù)號(hào)比較大小，就是B分子能量低，推出B分子穩(wěn)定一些了。 到底比較能量大小，是如何比較和規(guī)定的，盼回復(fù)賜教，謝謝。 祝福大家新年快樂。 |
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paramecium86
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【答案】應(yīng)助回帖
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
zhou2009: 金幣+10 2021-02-19 14:53:26
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計(jì)算化學(xué)得到的原子或者分子的電子能以及在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)熱力學(xué)校正后得到的各種熱力學(xué)能量（焓，內(nèi)能，自由能等）均為負(fù)值。但是物理學(xué)中 ，正物質(zhì)的能量本身并不應(yīng)該出現(xiàn)負(fù)值。而算出來(lái)電子能是負(fù)值的原因就是，電子能量的計(jì)算中人為的設(shè)置了參照物：自由電子的能量， 人們?cè)O(shè)置自由電子的能量是0. 而在分子或者原子中電子都被束縛住了。被束縛住的電子能量就會(huì)比自由電子低所以算出來(lái)一定是負(fù)值。（如果不好理解，可以想象一下想讓被束縛住的電子變成自由電子就需要給它能量讓它脫離束縛。那么如果得到能量才可以讓能量變?yōu)?， 那自然計(jì)算出來(lái)的原子 分子的電子能均為負(fù)值就不難理解。） 至于穩(wěn)定不穩(wěn)定。如果你的題目中 a和b 具有相同的原子數(shù)目，原子種類、，以及總電子的數(shù)目， 那么比較能量的高低是有意義的。能量低就會(huì)比較穩(wěn)定。-409 肯定是比 -405 要低很多的。如果它們是異構(gòu)體顯然能量低的更穩(wěn)定，我個(gè)人不喜歡用“大小”去形容電子能。我習(xí)慣與用“高低”。大小這個(gè)形容很容易有歧義。 另外這個(gè)能量差距太大了,4個(gè)hartree都10000多kj/mol了 不是異構(gòu)體可以有的能量差，我懷疑你的a和b根本不是同分異構(gòu)體。這樣其實(shí)不能通過(guò)比較能量來(lái)判斷誰(shuí)更穩(wěn)定。 比如 你不能比較h2 和 o2的電子能 。不能說(shuō)算出來(lái)o2比h2電子能低很多 就說(shuō) o2比h2穩(wěn)定， |
2樓2021-02-18 17:28:37
iamlongwei
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3樓2021-02-18 22:24:28
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【答案】應(yīng)助回帖
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zhou2009: 金幣+5 2021-02-19 14:55:30
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你的結(jié)論沒有錯(cuò)。只是思考過(guò)程有些不常規(guī)。計(jì)算出來(lái)的電子能或者與其相關(guān)的熱力學(xué)能量是因?yàn)槿×藚⒄瘴锊庞肋h(yuǎn)是負(fù)數(shù)，所以比較它的高低就是相當(dāng)于把數(shù)字放在一個(gè)縱向數(shù)軸上，數(shù)字的位置更“低”就是能量更低了。（比如 -100 就是低于-99） 一般根本不會(huì)引用絕對(duì)值的的概念。 如果是用絕對(duì)值，那就是在比較大小，這時(shí)候要比較的能量的正負(fù)號(hào)就代表了某種過(guò)程給出或者得到能量的多寡，比較這類能量（比如反應(yīng)能，結(jié)合能）那是可以取絕對(duì)值。用絕對(duì)值的大小去比較能量大小。這樣就可以判斷一個(gè)過(guò)程（一個(gè)反應(yīng)過(guò)程 或者一個(gè)結(jié)合過(guò)程等等）所釋放或者所需要能量的多寡。 |
4樓2021-02-19 04:35:27
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