Effects of external electric fields on double proton transfer kinetics in the formic acid dimer
Notice bibliographique
Résumé
Molecules can be exposed to strong local electric fields of the order of 10(8)-10(10) V m(-1) in the biological milieu. The effects of such fields on the rate constant (k) of a model reaction, the double-proton transfer reaction in the formic acid dimer (FAD), are investigated. The barrier heights and shapes are calculated in the absence and presence of several static homogenous external fields ranging from 5.14 × 10(8) to 5.14 × 10(9) V m(-1) using density functional theory (DFT/B3LYP) and second order Møller-Plesset perturbation theory (MP2) in conjunction with the 6-311++G(d,p) Pople basis set. Conventional transition state theory (CTST) followed by Wigner tunneling correction is then applied to estimate the rate constants at 25 °C. It is found that electric fields parallel to the long axis of the dimer (the line joining the two carbon atoms) lower the uncorrected barrier height, and hence increase the raw k. These fields also flatten the potential energy surface near the transition state region and, hence, decrease the multiplicative tunneling correction factor. The net result of these two opposing effects is that fields increase k(corrected) by a factor of ca. 3-4 (DFT-MP2, respectively) compared to the field-free k. Field strengths of ∼3 × 10(9) V m(-1) are found to be sufficient to double the tunneling-corrected double proton transfer rate constant at 25 °C. Field strengths of similar orders of magnitudes are encountered in the scanning tunneling microscope (STM), in the microenvironment of a DNA base-pair, in an enzyme active site, and in intense laser radiation fields. It is shown that the net (tunneling corrected) effect of the field on k can be closely fitted to an exponential relationship of the form k = aexp(bE), where a and b are constants and E the electric field strength.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».