тм термостатів, один для іонів, інший - для електронів:
, (40)
де fi-число заповнення.
(41)
Змінні термостата h і x < span align = "justify"> визначаються рівняннями:
, (42)
, (43)
де і - маси термостатів для електронної та іонних частин відповідно, і - необхідні з умов завдання кінетична енергія електронів і іонна температура, - число ступенів свободи іонів. Температурні флуктуації, що залежать від часу, включені в рівняння електронного і іонного термостатів, а динаміка всієї системи підпорядковується принципу мінімуму термодинамічного потенціалу.
У методі неемпіричних молекулярної динаміки виконується закон збереження енергії у всій системі (термодинамічний потенціал), що включає в себе електронний і іонний термостати, який записується в наступному вигляді:
, (44)
тоді як енергія електронно-ядерної системи без термостатів через температурні флуктуацій не зберігається. Отже, для систем з нежорстким атомним остовом можливі ситуації, коли через невиконання закону збереження енергії температурні умови будуть впливати на електронну структуру. br/>
2. Квантовомеханічна РОЗРАХУНКИ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМИ GAUSSIAN
Програма GAUSSIAN, є, ймовірно, найбільш популярним засобом виконання квантово-хімічних розрахунків серед основної маси хіміків. Основні причини цього - широта охоплення реалізованих квантово-хімічних методик, висока ефективність і зручний інтерфейс користувача. Цей пакет моделювання електронних структур використовується для розробок у галузі хімії і біохімії, фізики та інших відомих і розвиваються областях, пов'язаних з хімічними процесами. Методологія моделювання, використовувана в пакетах Gaussian, була відзначена Нобелівською Премією в галузі хімії 1998 року. p align="justify"> Грунтуючись на фундаментальних законах квантової механіки, Gaussian дозволяє передбачати енергії, молекулярні структури і коливальні частоти молекулярних систем, на ряду з багатьма іншими численними властивостями молекул, похідними від цих базових характеристик. Пакет може бути використаний для вивчення молекул при широкому наборі умов, включаючи стійкі види молекул, які важко або неможливо спостерігати в експериментальних умовах, наприклад, короткоживучі проміжні сполуки та перехідні структури. До того ж, до теперішнього часу ця програма написана для декількох операційних систем і може бути використана для широкого кола різних ЕОМ. p align="justify"> Нещодавно появмвшаяся версія GAUSSIAN-03 відрізняється від попередніх версій в першу чергу розширенням спектру підтримуваних квантово-хімічних методів та їх модифікацій.
2.1 Основні можливості пакету GAUSSIAN-03
Комплекс програм GAUSSIAN дозволяє розраховувати енергію, структури молекул, частоти їх коливань, а також різноманітні властивості молекул в газовій фазі і в розчині, як в основному, так і в збуджених станах.
Основний напрямок, в якому розвивалася версія GAUSSIAN-03 після G98, це розвиток методів розрахунку надвеликих молекулярних систем. Це викликано, зокрема, великим інтересом до розрахунків великих біомолекул, і в т.ч. потребами завдань конструювання ліків. Серед таких методів можна зазначити:
) Методику парціонірованія молекул ONIOM, розвинену проф. Морокума та ін, в якій вся молекула розбивається на 3 області, які розглядаються з різним ступенем точності. Такий підхід ефективний, зокрема, і для біомолекул. Наприклад, "активне місце" ліки можна розрахувати з максимально високим ступенем точності, на найбільш високому квантово-хімічному рівні; безпосереднє оточення активної частини можна вважати можна порахувати менш точно, а далеке атоми - наоброт, врахувати максимально наближено. Метод ONIOM застосуємо до великих молекулам в різних галузях моделювання, включаючи моделювання ензимів і механізмів реакцій в органічних системах, дослідження кластерних моделей поверхонь і поверхневих реакцій, фотохімічних реакцій органічних сполук, що заміщають ефектів хімічної активності органічних і органометалеві сполук, а також гомогенний каталіз.
) Швидкий метод мультиполів (FMM) у схемі DFT у поєднанні з використанням технології розріджених матриць, реалізований у G98, дозволяє, на думку...
