На основе результатов прошлого практикума, при помощи babel был сгенерирован pdb файл со структурой этана.

При помощи утилит из пакета R.E.D.-Tools подготовлен входной файл для GAMESS и расчитаны частичные заряды для атомов углерода и водорода. Стоит отметить, что заряды на эквивалентных атомах незначительно отличаются, но так как атомы соответствующих элементов химически эквивалентны, то усредним заряды.

C учетом оптимальной длины C-C связи и угла H-C-H подготовлена стартовая топология, на основе которой затем будут сгенерированы топологии для остальных систем и запущены MD расчеты при помощи скрипта

epsilon LJ in gas   LJ in liquid    CL in gas   CL in liquid    Enthalpy of vaporization
1.00000 -0.000226762    -236.789    3.91719e-05 0.00235194  236.78646047
.12500  -0.000158057    -11.7137    3.91705e-05 -1.99609e-06    11.7135831096
.03703  -0.000141381    -4.36507    3.91729e-05 3.51838e-05 4.3649326081
.01562  -0.000134453    -1.02062    3.9172e-05  0.000147942 1.020376777
.00800  -0.000130816    -2.68098    3.91717e-05 4.84961e-05 2.6808398596
.00462  -0.000128622    -2.04167    3.91717e-05 6.64679e-05 2.0415140818
.00291  -0.000127191    -2.73031    3.91717e-05 1.78896e-05 2.7302040911

Можно заметить, что в целом, VdW взаимодействия вносят более существенный вклад в суммарную энергию. Показательно, что в газовой фазе значения энергия кулоновских взаимодействий очень мала, что соответствует логике, так как расстояния между молекулами велико, а частичные заряды малы. Исходя из полученных значений, можно предположить, что значение эпсилон, воспроизводяшее экспериментальную энтальпию испарения лежит в диапазоне от 0.03703 до 0.125, однако учитывая характер зависимости, скорее всего необходимое значение лежит в более узких пределах от 0.03703 до 0.05 что сопоставимо со значениями силового поля Amber99SB-ILDN (0.065). Однако, существует возможность, что при дальнейшем уменьшении эпсилон снова будет достигнуто значение энергии, сопоставимое с энтальпией.