Disciplina: FGE5748 Simulação Computacional de Líquidos Moleculares 1

Transcrição

1 Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 1

2 Dnâmca Molecula F v f v a t s f s v t(1/)a t () Método Monte Calo P e ( / kt ) Z no ensemble NVT σ ε Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes

3 Século XIX buscou-se les unvesas. Século XX Mecânca Quântca Inteações essencalmente eletostátca H (, v) K( v) ( ) Até hoe, smulações uântcas (QM) anda são nváves paa mutos sstemas. A solução é smulação clássca (MM) ou métodos híddos (QM/MM) Buscou-se les empícas Não há solução únca, potanto não esclaece a natueza das foças. Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes

4 Devdo a escala de enega e tempo, pode-se desacopla os movmentos nucleaes e eletôncos. Vamos estuda o movmentos dos núcleos. Líudos têm compotamento clássco (únca popedade uântca supefludez) Justfcatva: λ de de Bogle << sepaação ente as patículas p m kt λ h mkt Exemplo: A líudo d 4Å e λ 1Å Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 4

5 ( ) O potencal de nteação seá descto po um potencal de paes efetvo. ( ) 1 N N 1 N ef ef (, ) ( ) N 1 > Potencal eal: 1 > N N 1 N N N 1 N 1 ( ) (, ) (,, k ) 1 1 > 1 > k> Pode depende de T, ρ, etc. ef em em ( ) ( ab ) ~10% Raamente ncluído Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 5 a b L

6 Atatvo: Repulsvo: c a b e n paa σ m / σ Fludo eal Em 187, van de Waals ( P a / V )( V b) NkT paa σ c n paa > σ πc πσ a, b e n > n ( n ) σ Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes

7 Lennad-Jones (191) Coulomb 1 σ σ () ε, () ε σ ε σ ε ε σ σ ou σ σ σ Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 7

8 Atatvo: Repulsvo: c a n m De 194 a 197, Lennad-Jones testou os potencas com n 5, e 7 e Ogem uântca Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 8

9 Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 9 Ogem do temo atatvo do potencal Lennad-Jones... ) ( Θ Θ Θ Θ Θ Q Q Q Q... ) ( Q Q Q Q kt b Eletostátca: nteação de Keesom Indução: nteação de Debye ) ( Q Q α α Dspesão: dspesão de London ( ) ω ω ω ω α α h ) ( O temo de - nclu a nteação de Keesom de Debye e a dspesão de London ( ) ( ) kt C ω ω ω ω α α α α h 1

10 Atatvo: Repulsvo: c a n m De 194 a 197, Lennad-Jones testou os potencas com n 5, e 7 e Ogem uântca m 5, 5.5,, 7, 8, 9, 10, 11, 1, 14.5, 15, 1, 5, 5 e Em 197, Lennad-Jones confmou sua pefeênca pelo potencal () a 1 c pos obteve os melhoes esultados de popedades obseváves como: vscosdade, popedades cnétcas de gases, popedades estutuas de sóldos, calo de sublmação, espaçamento de ede cstalna, tempeatua de Boyle, tempeatua cítca, etc, adconalmente consdeou uma função com popedades smples e elegantes, e as constantes podem se faclmente expessas em função da dstânca de eulíbo e do valo da enega de lgação ente dos átomos. Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 10

11 Devdo a escala de enega, pode-se desacopla as nteações nte e nta-molecula nta (,θ,ψ) nte ( ) θ ψ Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 11

12 k ( - o ) θ ψ θ k (θ - θ o ) ( ) 1 ( ± 1) cos( nψ V n δ Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 1 n n n )

13 Campos de foça clásscos: AMBER, OPLS, MM, GROMOS, etc. AMBER e GROMOS nucleotídeos, amnoácdos e polssacaídeos OPLS moléculas em geal, nucleotídeos e amnoácdos MM moléculas em geal E st E bend E to E oop E vdw E HBond E el E coss MM P P F1 P Exp- - dd sb AMBER P P F1- Imp OPLS P P F1- Imp Dscplna: FGE5748 Smulação Computaconal de Líudos Moleculaes 1