Вычисление точечных зарядов и VdW параметров для молекулярной механики
ПСуть этой части задания состоит в расчёте точечных зарядов на атомах этана. Построение файла топологии, этот файл содержит описание ковалентных и нековалентных взаимодействий. С помощью расчёта энтальпии испарения предлагается найти оптимальные параметры для описания Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий.
Сначала определяем точечные заряды. Для этого исользуем набор скриптов RED на perl. Сначала добавим путь к скриптам в системный путь:
export PATH=${PATH}:/home/preps/golovin/progs/bin
При помощи babel делаем pdb файл этана из результатов оптимизации из предыдущего практикума:
babel et.log et.pdb
Затем при помощи скрипта Ante_RED.pl подготавливаем pdb файл:
Ante_RED.pl et.pdb
Переименовываем p2n файл в Mol_red1.p2n и запускаем RED:
RED-vIII.4.pl
Затем я создала файл описания молекулы согласно инструкции и назвала его et.top.
Скачиваем файлы состояния системы: для газа и для жидкой фазы. Необходимо провести короткое моделирование динамики каждой из этих систем о определить разницу в энергии VdW взаимодействий между системами. И сравнить эту разницу с энтальпией испарения этана. Создаем 7 топологий с разными значениями epsilon:
#!/bin/bash
for i in {1..7}; do
ep=$( echo "scale=5; 1/$i/$i/$i" | bc -l )
sed "s/1.00000e-00/$ep/" et.top > v_${i}.top
done
Теперь проводим для каждой системы молекулярную динамику с каждым файлом топологии. Скачала файл с настройкам для динамики и добавила в скрипт следующие строчки для рассчета:
grompp_d -f md -c box_big -p v_${i}.top -o vb_${i} -maxwarn 1 && mdrun_d -deffnm vb_${i} -v
grompp_d -f md -c box_38 -p v_${i}.top -o v_${i} -maxwarn 1 && mdrun_d -deffnm v_${i} -v
Далее считаем сами значения энергий, используя утилиту g_energy. Эта утилита может работать в интерактивном режиме, но это не удобно в скрипте. Поэтому используем пере направление потока.
echo -e "LJ-(SR)\nCoulomb-(SR)\n0" | g_energy -f -b 10 vb_${i} -o eb_${i} > vb_${i}.txt
echo -e "LJ-(SR)\nCoulomb-(SR)\n0" | g_energy -f -b 10 v_${i} -o e_${i} > v_${i}.txt
На основании полученных txt файлов нужно установить среднее значение энергии для каждого значения epsilon водорода, сравнить вклад кулоновских и VdW взаимодействий и оценить в каком диапозоне должна лежать epsilon водорода, чтобы воспроизводилась энтальпия испарения этана.
| Epsilon | Энтальпия |
| 1.00000 | 231.91377 |
| .12500 | 26.46564 |
| .03703 | 2.74320 |
| .01562 | 1.89293 |
| .00800 | 1.91735 |
| .00462 | 3.10848 |
| .00291 | 5.59921 |
В значения энтальпии больший вклад вносят VdW взаимодействия. Если сравнить с энтальпией испарения этана, При Т=25 это значение равно 5.4 кДж/моль, то начение epsilon скорее всего ближе к 0.00291.