Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Shrnutí z minula Molekulová mechanika/dynamika Born-Oppenheimerova aproximace PES (Potential Energy Surface) empirický potenciál –aditivita, transferabilita,

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Shrnutí z minula Molekulová mechanika/dynamika Born-Oppenheimerova aproximace PES (Potential Energy Surface) empirický potenciál –aditivita, transferabilita,"— Transkript prezentace:

1 Shrnutí z minula Molekulová mechanika/dynamika Born-Oppenheimerova aproximace PES (Potential Energy Surface) empirický potenciál –aditivita, transferabilita, atomový typ

2 Silové pole I

3 vazebné příspěvkynevazebné příspěvky

4

5 Deformace vazebné vzdálenosti zajímá nás chování kolem minima

6 v MM je vzácností že by se vazby výrazně odlišovaly od rovnovážné délky v okolí rovnovážné délky je možno potenciál popsat Hookovým zákonem k je silová konstanta, r 0 je referenční délka vazby parametry: r 0, k

7 Hookův zákon

8 Různé vazby = různé pružiny dva parametry: r 0 k Molekulakr0r0 H251074,1 HCl478127,5 HBr408141,4 HI291160,9

9 síly mezi vázanými atomy jsou značné, je potřeba hodně energie na vychýlení, silové konstanty k jsou velké silnější vazby maji k vyšší (C-C vs. C=C) A. R. Leach, Molecular Modelling, 2001

10 Parametry jak ale získám parametry r 0 a k? experimenty –geometrie: X-ray, NMR, rotační spektroskopie –silové konstanty: vibrační spektroskopie výpočtem –QM vypočtu povrch potenciální energie a potom analyticky nafituji na tyto body křivku

11 pro popis širokého rozsahu deformací vazeb se používá Morseho potenciál D e je hloubka minima, a = ω sqrt(μ/2D e ) kde μ je redukovaná hmotnost m 1 m 2 /(m 1 +m 2 ), ω je frekvence vibrace vazby, l 0 je referenční délky vazby parametry: D e, ω, l 0

12 A. R. Leach, Molecular Modelling, 2001 Hookův zákon

13 Změna velikosti úhlu Hookův zákon

14 Torzní členy natahování vazeb a ohýbání úhlů – „hard“ degrees of freedom (je třeba hodně energie na vyvolání deformace z jejich referenční hodnoty) většina variace ve struktuře a relativních energiích je způsobena komplexní souhrou mezi torzními a nevazebnými příspěvky

15 A. R. Leach, Molecular Modelling, 2001 torzní člený popisují bariéry rotace kolem chemických vazeb najdou se všechny vázané „kvartety“ (9 v ethanu), každý z nich je popsán nějakým torzním potenciálem

16 torzní potenciál se téměř výhradně vyjadřuje jako kosinovská série parametry: V n – výška bariéry, n – multiplicita (počet minim), γ - fáze

17 etan (rotace kolem dvou sp 3 uhlíků): n = 3, γ = 0˚

18 A. R. Leach, Molecular Modelling, 2001

19 Amber ff –mnoho torzních příspěvků obsahuje pouze jeden člen v expanzi –ale např. pro správný popis preference gauche konformace O-C-C-O vazby (OCH 2 - CH 2 O fragment v cukru DNA) je potřeba dvou cos v torzním potenciálu

20

21 Nevazebné interakce

22 Coulombův zákon

23 Nevazebné interakce

24 through-space interakce mezi atomy nezávisí na tom, jak jsou atomy mezi sebou vázány většinou modelovány jako funkce inverzní mocniny vzdálenosti ve ff dvě skupiny –elektrostatické –van der Waalsovy

25 Elektrostatické interakce elektronegativní prvky přitahují elektrony více, než elektropositivní to vede k nerovnostem v distribuci náboje v molekule tuto distribuce je možno reprezentovat několika způsoby, nejčastěji rozmístěním frakčních (tj. necelých) nábojů v prostoru tak, aby reprodukovaly elektrostatické vlastnosti moleklu umístění na atomy - parciální (tj. částečné) náboje

26 ale jak získáme parciální náboje? elektrostatické vlastnosti molekuly jsou důsledkem distribuce elektronů a jader, ergo se dá předpokládat, že parciální náboje je možno získat z kvantové mechaniky ALE parciální náboj není experimentálně měřitelná veličina a není ji možno jednoznačně vypočítat z QM

27 existuje více schémat, jak z QM vypočítat náboje a stále se debatuje, jaký přístup je nejlepší důležitost elektrostatického potenciálu při molekulových interakcích vede k metodám, které počítají náboje právě z něj

28 elektrostatický potenciál v daném bodě je potenciální energie testovací částice v tomto bodě jádra – kladný potenciál, elektrony – záporný potenciál elektrostatický potenciál je pozorovatelná veličina a jako taková je vypočítatelný z vlnové funkce je to kontinuální vlastnost a není možno ho reprezentovat jednoduchou analytickou funkcí

29 tudíž se vytvoří kolem molekuly síť bodů (grid), v nich se spočítá elektrostatický potenciál z vlnové funkce a poté se najdou (least-square fitování) takové náboje, které nejlépe reprodukují elektrostatický potenciál v daném bodě Amber – RESP procedure


Stáhnout ppt "Shrnutí z minula Molekulová mechanika/dynamika Born-Oppenheimerova aproximace PES (Potential Energy Surface) empirický potenciál –aditivita, transferabilita,"

Podobné prezentace


Reklamy Google