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应用ABEEM/MM方法对分子间相互作用的理论研究

作　者: 刘鸿雁
导　师: 杨忠志
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 分子力场 ABEEM/MM模型氢键溶剂化效应
分类号: O641
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着力场的广泛使用,人们逐渐发现以前的力场方法都存在着一个重要的缺陷,即在计算过程中忽略了体系的静电极化作用。Yang等人在密度泛函理论和电负性均衡原理的基础上,建立了原子—键电负性均衡方法(ABEEM模型),用于计算和解释有机分子体系的结构和性质的关系,并取得了令人满意的结果。另外,由于该模型明确地考虑了化学键、孤对电子和π电子区域,进而符合了极化力场的要求,据此条件,Yang等人又建立了一种新的浮动电荷力场(原子—键电负性均衡方法与分子力场相结合的模型)即ABEEM/MM分子力场。本论文在前人工作的基础上,应用该模型对乙酰胺结合水体系以及结合甲醇体系的分子间相互作用能、几何构型进行优化计算,并与从头算方法比较,得到了很好的吻合。同时,结合溶剂化效应,对两种体系的稳定性、电荷转移、偶极矩以及氢键作用等一系列性质进行了进一步的研究。另外,应用ABEEM模型还较准确的计算了二聚酸体系以及二聚醇体系中的氢键能,并得到了与实验值符合很好的结果。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第1章引言  6-19
  1.1 密度泛函理论  6-7
  1.2 电负性均衡原理  7-9
    1.2.1 电负性  7-8
    1.2.2 电负性均衡原理  8-9
  1.3 氢键  9-11
    1.3.1 氢键简介  9-10
    1.3.2 氢键的种类  10-11
  1.4 溶剂化效应  11
  1.5 分子力学简介  11-13
  1.6 分子力场形式  13-18
    1.6.1 键长伸缩振动  14-15
    1.6.2 键角弯曲振动  15
    1.6.3 二面角扭转相互作用  15-16
    1.6.4 Van der Waals 相互作用  16
    1.6.5 静电相互作用  16-17
    1.6.6 各种相互作用耦合  17-18
  1.7 分子力场参数化  18-19
第2章理论模型  19-29
  2.1 ABEEMσπ模型的单电子密度分割、分子总能量及化学势  19-24
  2.2 ABEEM/MM 力场模型  24-29
    2.2.1 ABEEM/MM 浮动电荷力场模型  24-26
    2.2.2 ABEEM/MM 模型参数的确定  26-29
第3章计算与讨论  29-54
  3.1 应用ABEEMσπ模型对二聚酸及二聚醇体系的研究  29-34
    3.1.1 二聚酸体系  29-31
      3.1.1.1 构型  29
      3.1.1.2 ABEEMσπ模型下的电荷分布  29
      3.1.1.3 ABEEMσπ模型下的氢键能  29-30
      3.1.1.4 ABEEMσπ模型的参数  30
      3.1.1.5 几何参数  30-31
    3.1.2 二聚醇体系  31-34
      3.1.2.1 构型  31
      3.1.2.2 ABEEMσπ模型下的电荷分布  31-32
      3.1.2.3 ABEEMσπ模型下的氢键能  32-33
      3.1.2.4 ABEEMσπ模型的参数  33
      3.1.2.5 几何参数  33-34
  3.2 应用ABEEM/MM 方法对乙酰胺结合水分子及甲醇分子体系的研究  34-54
    3.2.1 乙酰胺结合1-3个水分子的团簇体系  34-45
      3.2.1.1 构型  34-35
      3.2.1.2 几何参数  35-40
      3.2.1.3 分子间的相互作用  40-41
      3.2.1.4 均匀溶剂化效应  41-45
    3.2.2 乙酰胺结合1-3个甲醇分子的团簇体系  45-54
      3.2.2.1 构型  45
      3.2.2.2 几何参数  45-49
      3.2.2.3 分子间的相互作用  49
      3.2.2.4 均匀溶剂化效应  49-54
第4章结论与展望  54-55
参考文献  55-61
致谢  61-62

应用ABEEM/MM方法对分子间相互作用的理论研究

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