高温反应能否用最小能量路径模型描述?空间位阻至关重要
化学物理
2020-05-13 v1 材料科学
统计力学
摘要
高温反应广泛存在于自然界中。然而,无论通过实验还是计算都难以表征它们。在化学反应计算建模中常规使用的最小能量路径(MEP)模型并不适用于描述高温反应,因为高温下高能结构会积极参与反应。本研究以 CH4 在 Cu(111) 表面的分解为例,系统比较了 MEP 结果与在不同温度下通过从头算分子动力学(AIMD)模拟显式采样所有相关结构所得结果。有趣的是,我们发现,对于受强空间位阻效应保护的反应,即便在接近铜熔点的温度下,仍有效遵循 MEP。相反,若无此类保护,表面铜原子的柔性会在高温下导致自由能垒显著降低。据此,一些基于 MEP 计算得出的关于石墨烯生长机制的结论应被重新审视。本研究提供的物理见解可深化我们对高温表面反应的理解。
引用
@article{arxiv.2003.10811,
title = {Can High-Temperature Reactions Be Described by a Minimum Energy Path Model? Steric Hindrance Matters},
author = {Xiongzhi Zeng and Zongyang Qiu and Pai Li and Zhenyu Li and Jinlong Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10811},
year = {2020}
}