Вычисление точечных зарядов и VdW параметров для молекулярной механики

Подготовка файла с описанием молекулы этана

• Точечные заряды мы предварительно вычислили с помощью скрипта RED.
  Файл с точечными зарядами.
  Для углеродов: -0,0189 и -0,0155 . Для водородов: +0,0059 и +0,0056.
  Почему-то получилось, что одинаковые углероды в симметричной молекуле имеют разный заряд.
  
  
• На прошлом занятии мы получили константу жесткости k = 0,563608. (эВ/ангстрем)
  Её надо перевести в другие единицы (Дж/моль*нм).
  1 эВ = 1,602 176 487 * 10^-19 Дж
  k = 0,563608 * 1,602 176 487 * 10^-19 Дж * 6,02 * 10²³ * 10= 543605,6902 (Дж/моль*нм)
  Константу жесткости для связи C-H я не знаю откуда взять.
  
  Конечный файл с топологией этана: et.top
  



Создание скрипта

Чтобы определить оптимальное значение эпсилон для водорода, создадим серию файлов ep.top, варьируя значение эпсилон, проведем для каждого значения молекулярную динамику и посчитаем энергию.
Скрипт



Результаты и Выводы

epsilon	LJ (газовая фаза)	Coulomb (газовая фаза)	LJ (жидкая фаза)	Coulomb (жидкая фаза)	Энтальпия испарения
1.0	-0.000226519	3.89974e-05	-245.809	0.00199167	245.8
0.125	-0.000157894	3.89919e-05	-29.4754	0.000239653	29.5
0.03703	-0.000141238	3.89935e-05	-5.11486	0.000181192	5.1
0.01562	-0.000134319	3.8993e-05	-3.30092	0.000134529	3.3
0.008	-0.000130686	3.89937e-05	-2.26354	0.000185554	2.3
0.00462	-0.000128495	3.89945e-05	-2.17893	0.000200746	2.2
0.00291	-0.000127066	3.89939e-05	-2.60502	0.000106165	2.6


Энтальпия испарения воспроизводится при epsilon примерно 0.03703.
Как и следовало ожидать взаимодействия в газовой фазе гораздо слабее, чем в жидкой.
Вклад кулоновских взаимоднействий всегда на несколько порядков меньше, чем VdW.
При уменьшении epsilon с 0.00462 до 0.00291 в жидкоой фазе VdW взаимодействия почему-то возросли.

Визуально, поведение газовой фазы при разных значениях epsilon мало отличается.
Для жидкой фазы только при epsilon = 1 ячейка сохраняет какую-то устойчивость, хотя несколько молекул все равно отлетают. При epsilon = 0,125 ячейка сразу разлетается на куски, а при ещё меньшем epsilon - на отдельные молекулы.