bélyegkép|Egy vízmodell a geometriai, elektromos töltéseivel és a Lennard-Jones paramétereivel definiálható A számítógépes kémiában a vízmodellek a molekulákra ható vízkörnyezet figyelembevételére, a hidratáció leírására szolgálnak. Vízklaszterek, vizes oldatok és a folyékony víz szerkezeti és termodinamikai viszonyai írhatók le segítségükkel. A modellalkotáshoz szükséges paramétereket kvantumkémiai számításokból, molekulamechanikai szimulációkból, kísérleti adatokból, valamint ezek kombinációjából származtatják. Nagyszámú vízmodell létezik, amelyeket az alábbi tulajdonságaik alapján csoportosíthatunk:
konkrét vízmolekulák jelenléte szerint: explicit, implicit vagy hibrid vízmodell (explicit-implicit vízmodell) a bennük lévő kölcsönhatási pontok száma szerint: 2-6, vagy akár több (pl. BK3 vízmodellPéter T. Kiss and András Baranyai: A systematic development of a polarizable potential of water http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4807600?journalCode=jcp) kölcsönhatási ponttal bíró vízmodellek a vízmodell rigiditása szerint: merev vagy flexibilis vízmodellek a vízmodell polarizálhatósága szerint: nem-polarizálható, polarizálható vízmodellek.
Implicit vízmodell Olyan kvantumkémiai vagy molekulamechanikai számolásban, ahol a vízkörnyezetet folytonos modell segítségével veszik figyelembe, az egyedi vízmolekulák nincsenek reprezentálva, csak az általuk kiváltott átlagolt hatás jelentkezik. Ilyen egyszerű modellek a polarizálható kontinuum modellek (PCM). Ezen modellek sok esetben nem képesek reprodukálni a kísérleti értékeket, mivel az erősen kötött vizeket a kiátlagolás teljesen elhanyagolja. Az implicit vízmodellek hatékonysága kisszámú explicit víz segítségével javítható (hibrid modell).
Explicit vízmodell Olyan kvantumkémiai vagy molekulamechanikai számolásban, ahol a vízkörnyezetet annak szerkezetével reprezentálja. A modellek a kölcsönhatási pontok száma szerint csoportosíthatóak. Jellemző hogy a kölcsönhatási pontok egybeesnek vízmolekula valamely atomjával (H, O), de ez nem szükségszerű (M vagy L). Néhány modelltípus az oxigén nemkötő elektronpárjait (L) szintén kölcsönhatási pontokkal reprezentálja. 700x700px
2 kölcsönhatási ponttal bíró modellek
3 kölcsönhatási ponttal bíró modellek Az alábbi táblázatban a legfontosabb 3 kölcsönhatási ponttal bíró modellek paramétereit tartalmazza. TIPS SPCH.J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. van Gunsteren, and J. Hermans, In Intermolecular Forces, edited by B. Pullman (Reidel, Dordrecht, 1981), p. 331. TIP3P SPC/ESPC/Er(OH), Å 0,9572 1,0 0,9572 1,0HOH, fok 104,52 109,47 104,52 109,47 × 10-3, kcal Å12/mol 580,0 629,4 582,0 629,4 B, kcal Å6/mol 525,0 625,5 595,0 625,5 q(O) -0,80 -0,82 -0,834 -0,8476 q(H) +0,40 +0,41 +0,417 +0,4238 Az SPC/E modell tartalmaz egy átlagos polarizáció korrekciót is:
Flexibilis SPC vízmodell bélyegkép|Flexibilis SPC vízmodell geometriai paraméterei és atomi töltései
További modellek Ferguson (flexibilis modell SPC) CVFF (flexibilis modell) MG (rugalmas, disszociatív) KKY potenciál (flexibilis modell). BLXL (nem ponttöltéses potenciál).
4 kölcsönhatási ponttal bíró modellek Paraméterek BF TIPS2 TIP4P TIP4P-Ew TIP4P/ICE TIP4P/2005 OPCTIP4P-Dr(OH), Å 0,96 0,9572 0,9572 0,9572 0,9572 0,9572 0,8724 0,9572HAHH, fok 105,7 104,52 104,52 104,52 104,52 104,52 103,6 104,52r(OM), Å0,15 0,15 0,15 0,125 0,1577 0,1546 0,1594 0,1546× 10-3, kcal Å12/mol 560,4 695,0 600,0 656,1 857,9 731,3 865,1 904,7B, kcal Å6/mol 837,0 600,0 610,0 653,5 850,5 736,0 858,1 900,0q(M) -0,98 -1,07 -1,04 -1,04844 -1,1794 -1,1128 -1,3582 -1,16q(H) +0,49 +0,535 +0,52 +0,52422 +0,5897 +0,5564 +0,6791 +0,58 TIP4PF (flexibilis)
5 kölcsönhatási ponttal bíró modellek BNS ST2 TIP5P TIP5P-Er(OH), Å 1,0 1,0 0,9572 0,9572HOH, fok 109,47 109,47 104,52 104,52r(OL), Å 1,0 0,8 0,70 0,70LOL, fok 109,47 109,47 109,47 109,47 × 10-3, kcal Å12/mol 77,4 238,7 544.5 554,3 B, kcal Å6/mol 153,8 268,9 590.3 628,2 q(L) -0,19562 -0,2357 -0.241 -0,241 q(H) +0,19562 +0,2357 +0.241 +0,241 RL, Å 2,0379 2,0160 RU, Å 3,1877 3,1287 A BNS, ST2 modellek a Coulomb-törvényt a S(r) függvénnyel módosítva veszik figyelembe, oly módon hogy az kis távolságok esetén leskálázza:
Jegyzetek
Kapcsolódó szócikkek Víz (adatok oldal) Molekuláris modellezés
Kategória:Víz