用户工具

站点工具

本页面的其他翻译:
  • zh

adf:gibbsofgas

这是本文档旧的修订版!


如何计算气体分子的熵、焓与Gibbs自由能

1,参数设置: 在频率计算的基础上,增加如下设置(频率计算的设置,参考费米科技WIKI:如何计算分子的频率/红外吸收谱

2,结果查看(*.out文件,SCM LOGO > output打开,包含如下内容):

                    hartree            eV       kcal/mol   kJ/mol
-------------------- ----------- ---------------------
Total Bonding Energy: -0.744356253597793 -20.2550 -467.091   -1954.31
Zero-Point Energy : 0.033172 a.u.
=================== 0.902646 eV

以及

Temp                                                Transl Rotat   Vibrat Total
---- ------ ----- -----------
298.15 Entropy (cal/mole-K):                       34.441 11.494  0.126  46.061
       Internal Energy (Kcal/mole):                 0.889  0.889 20.847  22.624
       Constant Volume Heat Capacity (cal/mole-K):  2.981  2.981 0.533    6.495
       

ADF2016之后的版本,会直接给出Gibbs Free Energy。

ADF2016以前的版本,计算如下:

原子核的内能=zero point energy + 3kT + small correction term=22.624kcal/mol(即上面的Internal Energy)。

3kT中,kT3/2是转动自由度的贡献,另外3kT/2是平移自由度的贡献。

电子的内能=-467.091kcal/mol(也就是Total Bonding Energy),注意此处最好不要使用片段,而使

用ADF的默认处理,即以原子为片段,内能因此以原子的能量为参考点。

总的内能=原子核的内能+电子的内能=-467.091+22,624=-444.467kcal/mol。

气相的pV/n=RT=8.314472*298.15/4184=0.592kcal/mol。pV=nRT,这是克拉伯龙方程,R是一定的,为8.31441J/(mol·K)。兑换成kcal/mol,即RT=8.314472*298.15/4184=0.592kcal/mol。

Enthalpy H = U + pV = -444.467 + 0.592 = -443.875 kcal/mol

Gibbs free energy G = H - TS = -443.875 - 298.15*46.061/1000 = -457.608 kcal/mol,其中S即上面数据中的Entropy,但注意单位是cal/mol-K,换算为kcal/mol-k,因此需要除以1000。

上述计算公式可以通用其他的体系、温度、压强等。

感谢商丘师范学院张老师,为这个功能写了一个Python脚本(下载点击此处),省去大家手算的麻烦。使用方法:

在Linux系统(系统默认就有Python,但需要确保已安装了numpy),上传该脚本以及ADF热力学性质计算的输出文件*.out到Linux服务器

在命令行,进入该目录,执行如下命令:

chmod 700 *.py *.out
./*.py *.out

即会显示热力学结果。命令执行过程例如下图所示:

adf/gibbsofgas.1468915353.txt.gz · 最后更改: 2016/07/19 16:02 由 liu.jun

© 2014-2022 费米科技(京ICP备14023855号