分子动力学计算(实验报告)

4.使用LST/QST/CG方法计算过渡态结构

a.Calculation,setup选项卡，Task改为TS Search。more中确保Search protocol设置为Complete LST/QST,Quality设置为Medium

b.Job control选项卡，确保Automatic未被选中，输入TS作为Job description。点击run

第二部分：实验调试与结果分析

三、调试过程（包括调试方法描述、实验数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）

1.建立气体H2模型。为使缩放过程明显，将H-H键长设为0.8埃

Calculation中设置如下，模拟结构中原子在计算力影响下的移动

2.建立Pd(111)表面模型，真空厚度为7.00埃

3.将a=0.56, b=0.47, c=0.70的H1和a=0.47, b=0.56, c=0.70的H2原子到reactants中Pd表面。后束缚全部的Pd原子。

4.在products中改变两个H原子的坐标，并使每个H原子键合一个Pd原子再使用CASTEP|Calculation优化几何结构，设置截图如下

对reactants执行相同优化。优化后两个原子文档如下

5.对products和reactants的优化结构中的原子进行配对。可见开始时0个原子被配对，8个原子未配对

Auto Find后对对应的原子set match, 使两个文档中所有原子配对

配对后Preview,事先确保number of frame值为10，得reactants-products.xtd轨迹文件6.使用LST/QST/CG方法计算过渡态结构。设置截图如下

得TS.xsd文档。对此文档进行Analysis,选择Energy evolution,点击view, 得TS.xtd及TS TSSeaarch.xcd图表文件。点击图上不同点可查看轨迹文件中相应结构

四、实验结果及分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）

1.在TS.CASTEP中搜索Transition State Found,结果如下：

得（1）反应能量：0.06565eV

（2）来自反应物的能垒：0.03465eV

（3）来自产物的能垒：-0.03100eV

2.点击TS Search图中不同点，可在TS.xtd中查看相应结构

通过TS Search亦可得出反应活化能（起始点至反应峰顶）：

E a=-4815.97-（-4819.59）=3.62eV

五．思考题

1.反应势垒是什么？

答：物质在发生化学反应时，需要先破坏原有的化学键，这样就需要一定的能量，这个能量称之为化学势垒

2.研究和了解反应的过渡态有什么意义？

反应的过渡态：在反应物相互接近的反应进程中，出现一个能量比反应物与生成物均高的势能最高点，此势能最高点相对应的结构称为过渡态。过渡态被认为是化学反应路径中所要经历的一个中间结构，极不稳定。

意义：研究和了解反应的过渡态可以认识化学反应的速率与分子结构的关系，可以形象了解基元反应的进程，，可以了解一个化学反应的进行过程。