分子间相互作用势能面的高精度从头计算与应用

来源 :苏州大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:wild_lynx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文运用键函数进行高精度量子化学计算,计算了二种典型弱相互作用力,对分子间作用力的应用初步进行了探讨。主要内容包括:(1)运用键函数计算Ar-C2H6分子间相互作用势能面运用键函数,在二级微扰(second-order M ller–Plesset perturbation (MP2))水平和耦合簇(coupled-cluster)的单、双、三重激发组态(CCSD(T))水平上,结合增强相关一致基组计算Ar-C2H6超分子体系的势能面(PES)。实际计算中用到2种类型的键函数,分别是bf1(3s3p2d)和bf2(6s6p4d2f)。通过计算我们发现在整个势能面扫描中键函数都可以极有效和系统地提高收敛性。Ar-C2H6势能面的全局极小值出现在T型分子构型的附近,其势阱深度是0.611kcal mol-1,第二极小值出现在线型构型中,其势阱深度是0.456kcal mol-1,在2个极小值之间有一个鞍点。通过计算比较,我们发现键函数(不管是bf1还是bf2)结合增强相关一致基组在弱相互作用的计算中是确实有效和可行的,加上键函数后,大致等同于加大一级的增强相关一致基组。例如,计算效果而言,aug-cc-pVDZ-bf1≈aug-cc-pVTZ, aug-cc-pVTZ-bf1≈aug-cc-pVQZ。特别重要的是,键函数不仅可以提高势能面计算的全局极值,而且还可提高各向异性的精度。MP2水平在弱相互作用的高精度的计算中是有欠缺的,因为它过高的估算了势阱深度,而且在各向异性方面也差强人意。(2)运用键函数计算吡啶二聚体分子相互作用势能面运用ab initio方法系统研究了吡啶二聚体超分子的π-π分子间相互作用,二级微扰近似(MP2)水平上,运用一系列大基组,结合键函数计算了吡啶二聚体8个主要构型的势能曲线,并用counterpoise方法校正基组重叠误差(BSSE)。研究表明,键函数可以高效精确描述π-π相互作用。先在MP2水平上计算8个构型的分子间相互作用能,并得到势能极小值,在此基础上,再用耦合簇方法的一,二,三级微扰(thecoupled-cluster method including single, double, and perturbative triple configurations),即CCSD(T),基组选用aug-cc-pVDZ,并用键函数{6s6p4d2f}增强后重新计算相互作用能。我们发现其中2个反平行放置构型最稳定,CCSD(T)/aug-cc-pVDZ-BF2计算得到的作用能分别是-3.05和-2.95kcal/mol。其他吡啶二聚体构型CCSD(T)计算得到的相互作用能分别为:-1.05,-2.30,-1.42,-2.29,-1.79,-1.83kcal/mol。色散作用在吡啶二聚体吸引作用能方面发挥主要作用,所以超过MP2方法部分的电子相关能在杂环芳烃分子间的相互作用中必须考虑。(3)分子间作用力预测羟基苯甲酸的pKa运用量子化学方法计算了一系列羟基苯甲酸(HBA)与氨分子之间的作用能。研究表明,酸羟基基团的键长和伸缩振动,键长和结合能相互之间呈现高相关性,与已有的HBA水溶液的pKa值也呈现线性相关。理论计算预测的pKa与不同分子性质具有一致性并与已有的实验数据高度吻合。对分子之间作用能应用作了初步的探讨。
其他文献
建溪系闽江上游,建溪流域自然条件优越,厥土宜茶,品质极佳。北苑茶“擅瓯闽之秀气,钟山川之灵禀”,而武夷茶更是“臻山川秀气所钟,品具岩骨花香之胜”。建溪茶即建溪流域所产之茶。
从20世纪中期开始,人类探索的脚步开始迈向外太空科技的进步、社会的发展一方面使人类实现了“天高任我飞”的愿望,另一方面,科技带来的恶果也逐渐呈现出来短短几十年间,火箭发射
Michael加成反应是有机合成中构建碳-碳键的重要反应之一,近年来有机催化不对称Michael加成反应发展迅速,已成为有机小分子不对称催化领域新的研究热点。本文围绕着硝基烯、
仿真实验是一种非常重要的手段,在5G即将商用的时代背景下,大规模阵列天线技术是非常重要的关键技术之一,但应用当中如何保证性能,设计是关键,而在设计当中就需要用到仿真模
【正】对于本土节日耳熟能详的国人,如果有幸偷得闲暇,暂时放下眼前事,满身轻松地去领略一场异域他国的缤纷盛宴,那是再美好不过的事情了。不经意间被泼一身印度古兰;无需纠
有机电子学材料是有机发光二极管、有机场效应晶体管和有机光伏等器件的核心部分,材料中电子激发态和载流子动力学是最重要的基本化学物理过程,理解这些过程是实现材料功能的关
目的了解改良小儿头皮针固定在临床穿刺中的应用及价值。方法将我院2018年2月至2019年6月的100例0-3岁使用小儿头皮针穿刺患儿,随机分组,对照组给予传统小儿头皮针固定,实验
地球上71%的表面被海洋所占据。人们一度认为,浩瀚无边的海洋具有无限的自洁能力,人类的污染不会触及海洋。然而。现代科学研究表明,海洋污染越来越严重,甚至波及到局部深海区域。
多组分串联反应是近十几年来有机化学研究的前沿领域之一,由于其快速高效、后处理简单、以及原子经济性高等优点,在组合化学、新药研发、天然产物骨架构建等领域有着广泛的应
反义RNA是近年来研究基因表达调控的新领域,它可以特异性地抑制核苷酸顺序与之互补的RNA的表达。本实验利用DNA重组技术,将从胃癌细胞系BGC 823中克隆出的转化基因Ha-ras第一