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标题:【求助】表观活化能与绝对能垒,有实例分析

跳跳哈里[使用道具]
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【求助】表观活化能与绝对能垒,有实例分析

4条路径是整个催化反应的速控步,实验现象是左图的催化剂产率95%,右图的催化产率53%,物质A可以转化成物质B,物质C也可转化成物质B,是一个配体的取代反应,如果直接用另一个无配体的催化剂可以生成物质B,催化效率为83%
我的理解是如果从绝对能垒的角度energy barrier 应该走path a和path d
如果从热力学表观活化能的角度activation energy理解,应该走path b和path d
绝对能垒的意思是从基元反应考虑,过渡态与其相应的络合物的差,而表观活化能,是以分离的反应物与必要路径的最低能量点(TS)的差,即左图的path b
另外希望能给出其他人分析的相应的参考文献


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dadaai[使用道具]
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【回复】

势能面中是采用总包反应能垒还是内禀,也就是你说的表观和绝对能垒,应该是根据你所研究的体系的状态,是气相反应,还是固相。根据你的体系,你有催化剂,可能是气固相反应的话,应该采用表观活化能来判断。
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钻石[使用道具]
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【回复】

我这都是溶剂化的自由能,
不知道我这个理解对不对
“我的理解是如果从绝对能垒的角度energy barrier 应该走path a和path d
如果从热力学表观活化能的角度activation energy理解,应该走path b和path d”
总包反应能垒和内禀能垒有什么区别和联系,要与实验速率或产率匹配的话,用哪个更合适,希望在进一步的详细解答
就是说内禀反应能垒,前一步的反应的放热对其过渡态能垒有没有影响,不知道我理解的对不对,还是概念错误,我的理解是前一步反应的放热,由于溶剂作用,被很快的散去了,所以对下一步反应的过渡态能垒无影响
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malong[使用道具]
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【回复】

“我的理解是如果从绝对能垒的角度energy barrier 应该走path a和path d
如果从热力学表观活化能的角度activation energy理解,应该走path b和path d” 你的理解是对的
气相体系中,由于分子是处于热激发的状态,而且体系密度低,分子间碰撞失活的可能性小,所以对于气相体系,通常用总包能垒,也就是表观活化能来考虑。
液相体系,分子间容易碰撞失活,所以通常应该用内禀,也就是绝对能垒来衡量,因此就如你说的前面的放热反应,对后面的过渡态没有影响。
而对于气固体系,情况就比较复杂,文献中也是这样,有的人用总包能垒来考察,有的人用内禀,这个就要根据具体的体系来定了。
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mimima[使用道具]
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【回复】

谢谢解答,好像有点理通了,那能不能帮忙找找你那相关的参考文献,我好引用,我这就是气固反应,二氧化碳插入C-M键
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danzi[使用道具]
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【回复】

那你觉得我用什么函数来计算这个能量更准确些
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双子座[使用道具]
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【回复】

间有限,简单的说几句:
1、催化剂是否会影响反应产率,这是个基本的问题。理论上讲,催化剂仅影响反应速率,不影响反应平衡,这是高中知识,不给出参考文献了。事实上,由于催化剂的存在,涉及到副反应的发生,在一定程度上,会影响反应平衡。然而从楼主给出的贴图上,没有进行其它副反应的探讨,因此,仅凭楼上的贴图,是不能指望根据这几个能垒就解释催化产率的差异的。
2、楼主的反应并不是简单的催化反应,而是涉及了催化循环,这种情况下,建议先阅读S. Kozuch, S. Shaik, How to Conceptualize Catalytic Cycles? The Energetic Span Model, Acc. Chem. Res., 44 (2011) 101-110. 把反应整体流程做出来,然后区分能量片,再进行热动力学的对比,对于解释反应机理更加有帮助。
3、假定楼主的反应不涉及催化循环,仅仅是单步的催化,同时假定A-B及C-B的转化如同楼主贴图中所示,没有过渡态,则假定为为一个快速的平衡,同时鉴于abcd的能垒都并不高,假定在室温或者稍微加热的情况下即可顺利反应,那么,显然这适用于Curtin–Hammett定律,即只看全局的最高能垒。也就是说,显然是b/d路径。同时,那个“绝对能垒”的概念不详,建议使用“单步能垒”这种说法。
4、楼主对能垒图的解释是纵坐标为溶剂化的自由能,我猜测这是液相反应,那么以上的分析应该能有所帮助。但后来楼主又提及这是个气固反应,我就迷惑了。。气固反应,怎么做的溶剂化?ABC是固相?那这个能量是怎么来的?做了晶格能的矫正?不行,晕了,不知道怎么解释了。
5、对于非催化循环体系,个人不同意“对于液相应该使用内禀能垒”——也就是单步能垒的标准来判定的说法,这违背Curtin–Hammett定律。但是在催化循环的过程中,也并非是像Curtin–Hammett定律那样简单的看最高的能垒,而是需要按照Shaik的说法去寻找和定义决速的步骤。
个人观点,欢迎争议,欢迎批评。
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jishiben[使用道具]
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【回复】

说错了,是气液反应,在高压反应釜中,二氧化碳插入C-M键,谢谢解答,那篇文章在看
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xiaoxiaoai[使用道具]
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【回复】

请问一下楼主有关于绝对能垒 energy barrier的相关定义的参考文献吗?如果有的话能否分享一下,谢谢!
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