金属Pt和Pd的AMOEBA极化力场的构建

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文章首先对分子力场和分子动力学方法做了简要介绍,分子动力学模拟的效率主要是由力场的质量来决定的.传统力场在对电荷的处理中并没有考虑到电荷的极化以及电荷转移带来的影响,只是看作固定电荷来处理,然而在很多体系中极化效应普遍存在,例如蛋白质分子中就存在着大量极化基团和氢键网络,溶液中溶剂水分子与溶液蛋白质之间也存在相互极化,因此发展极化力场非常必要.近几年,极化力场发展迅速,尤其是Ren和Ponder创立的AMOEBA极化力场,相比于传统力场它考虑了电荷的极化效应,用偶极矩和四极矩来描述静电相互作用.本文对目前极化力场的研究现状进行了分析讨论,并且重点介绍了AMOEBA极化力场及其应用情况.在催化领域,过渡金属具有很好的催化性和稳定性,而Pt、Ni、Pd等金属尤为重要,具有非常重要的工业价值.由于没有Pt和Pd的AMOEBA力场,为了研究它们的催化性质,因而构建了金属Pt、Pd和常见有机小分子的AMOEBA极化力场.在具体研究中,通过对AMOEBA力场计算结果与量化结果的比较,发现力场结果与量化结果差异较大,于是在力场中考虑了电荷转移能修正项,通过与量化结果比较得到新的力场参数,计算结果与量化结果符合的很好.本文通过计算和参数拟合最后得到金属Pt、Pd和几种有机小分子的力场参数,构建了新力场.为了验证得到的新力场参数,又分别对两类体系Pt和甲烷、乙烷进行了分子动力学模拟,结合RDF、吸附能力和扩散系数对构建的极化力场进行了检验.进行动力学模拟时,分别对考虑与不考虑电荷转移能修正项的两种力场进行模拟,对二者的性质进行比较,结果显示差异并不大,待有了实验数据才能更好的比较和验证新力场.
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