Вычисление параметров для молекулярной механики
Суть задания состоит в определении констант ковалентных взаимодействий для молекулярной механики на основе квантово-химических расчётов.
Имеется оптимизированная структура этана в виде z-matrix. Нужно создать порядка 20 разных файлов для расчёта энергии в Gamess с разными значениями по длине одной из связей. Для этого было сделано:
- Составил файл-заготовку для размножения (et.inp). Для этого к координатам добавил шапку для dft из предыдущего практикума, изменив информацию о типе входных координат: заменил COORD=CART на COORD=ZMT.
Был создан текстовый файл скрипта make_b.bash, в котором было исправлено и дополнено:
- стартовая длина на 1.52986 изменяемой связи, соответствующая файлу et.inp,
вставлен запуск Gamess перед done: gms b_${i}.inp 1 > b_${i}.log
- далее была прописана функция awk для извлечения значений энергии из log файла: awk '/TOTAL ENERGY =/{print $4}' b_${i}.log
при работе этого скрипта на kodomo вывод был перенаправлен в файл bond: bash ./make_b.bash > bond.
Зависимости энергии молекулы от длины одной связи построил в gnuplot. Также, используя возможности Gnuplot, нашел коэффициенты в функции f(x)=a+k(x-b)^2, которые бы позволили наиболее близко описать наблюдаемую зависимость. Задав стартовые значения коэффициентов: a=-80, k=1, b=1.5, провел подгонку коэффициентов под имеющиеся точки в файле bond.
Вычисленные значения коэффициентов:
a=-79.7652
k=0.563608
b=1.55432
На рисунке можно видеть расположение точек зависимость энергии молекулы от длины одной связи и кривую, которая наиболее близко описывает это.
Наблюдаемое несовпадение точек с кривой, возможно, связано с ее более сложной зависимостью.
- Аналогичные операции были проделаны для валентного угла HCH, его значения должны изменяться от 109.2 до 113.2.
Вычисленные значения коэффициентов:
a=-79.7647
k=0.000223091
b=111.29
На рисунке можно видеть расположение точек зависимости энергии молекулы от угла CH и кривую, которая наиболее близко описывает это.
Как можно заметить, график совпадает с точками.
- Также аналогичные операции были проделаны для торсионного угла d3, его значения должны изменяться от -180 до 180 c шагом 12.
На рисунке можно видеть расположение точек зависимости энергии молекулы от d3 угла связи .
Скрипты и файлы лежат в рабочих папках 2,3,4 в папке Term6/Practice4/1