Cеми-эмпирические вычисления: Mopac
Суть задания состоит в поэтапном освоении возможностей Mopac как пакета для оптимизации структуры молекул и расчёта некоторых свойств.
MOPAC рассчитывает колебательные спектры, термодинамические величины, изотопные эффекты замещения и силовых постоянных молекул, радикалов, ионов и полимеров.
Оптимизация структуры порфирина
- При помощи программы obgen из babel, используя аннотацию порфирина в виде SMILES, построил 3D структуру порфирина.
В PyMol посмотрел структуру и удалил ненужные водороды, сохранил результат как pdb.
- С помощью babel переформатировал координаты в mol формате во входной файл для Mopac, задав параметризацию типа pm6. Запустил Mopac.
- obgen
.. 
- Mopac
При построении молекулы порфирина при момощи obgen не наблюдается ее плоская структура, однако после Mopac ситуация улучшается.
Возбужденные состояния порфирина
К входному файлу программы Mopac, в его конец добавил:
пустая строка
cis c.i.=4 meci oldgeo
some description
В выходном файле получил значения энергий для возбужденного состояния порфирина и рассчитал длину волны для каждого состояния перехода:
Энергия(eV) |
длина волны(nm) |
1.914365 |
648 |
2.266802 |
547 |
2.464170 |
503 |
2.825733 |
439 |
3.364386 |
369 |
3.391543 |
366 |
3.669162 |
338 |
3.871959 |
320 |
Длина волны вычислялась по формуле h*c*k1/(E*k2), где h=6,626E-34 Дж·c, c=299792458 м/с, k1=1E9 м, E - энергия в eV, k2=1,602176487E−19 Дж
Оптимизация парабензохинона
- Для молекулы O=C1C=CC(=O)C=C1 определил геометрию как с помощью obgen так и Мopac.
При совмещение не нашел никаких различий.
- Определил геометрию дианиона этой молекулы. Для этого выполнил:
- в первую строчку mop файла добавил слово CHARGE=-2
- указал, что на двух атомах должно быть по отрицательному заряду.
После обработки получилось, что структура дианиона, в отличие от молекулы, имеет длины связи немного больше(на рис. показано зеленым цветом), что связано с образованием пи системы.