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可极化力场
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有人了解可极化力场吗？ 可极化力场的优势在哪里？ 主要应用于什么物质？ |
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 模型 - 模拟 - 统计 - 热力学 |
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ChemiAndy
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不可极化力场的一个缺点是，它的原子点电荷是固定的。但是，我们知道，当一个电荷或者带有偶极矩的分子靠近另外一个分子的时候，后者会被前者的电场影响，产生极化。可极化力场就是为了解决这个问题。 截至目前，先后共提出过3种可极化力场模型。 最开始提出的是可变电荷力场，即允许原子的点电荷随外场进行变化，从而实现极化。当然，分子中的某一个原子电荷变化，其它也必须变化，因为其它原子也会被极化，并且还需要保持整个分子的电中性，所以这种模型计算当中要反复做电荷自洽平衡，非常耗费时间。它的优点是模型比较直观，易于理解。目前，国内的杨忠志课题组一直在发展这个模型的参数。 第二个模型是所谓的“induced diple model"即“诱导偶极模型”，它给每个可极化的原子附加一个诱导偶极矩，这个偶极矩的大小根据该原子的极化率和外场的强度大小计算，即它需要给每个原子定义极化率。整个模型相当于对原子经典点电荷模型对外场的极化响应进行二级展开。这个模型的好处物理意义比较明确。缺点是自洽计算量比较大。 第三个模型， 是CHARMM的Drude Oscillator Model，即振荡子模型。它给每个重原子（除H之外）之上附加一个额外的小的点电荷，这个小的点电荷振荡子通过一个弹簧与重原子键连起来，这样允许这个点电荷在重原子附近绕重原子转动和振荡，当附近有电场时，这个点电荷的移动造成的瞬时偶极代表原子的极化。相当于给原子模型加了一团可以运动的电子云。Drude Oscillator的好处是无需通过自洽重新计算所有原子的电荷，而是增加运动自由度。 可极化力场的优势，这样说吧，经典不可极化力场不能保证分子间相互作用的细节的准确性，比如构型，比如极性溶液中的溶剂化作用，比如N和O 的孤对电子对分子间相互作用取向的影响，因为分子的极化在其中可能扮演重要的角色，继而引起整个宏观性质比如介电性质，微观过程驰豫时间等的较大误差。这个误差并不是说在所有的体系中都很大，毕竟，不可极化力场允许原子键的长短变化和摆动，一定程度反映了极化，因此，对于极性不强的体系，或者不关心微观结构和动力学性质的体系，无需考虑极化力场。 |
jane85563楼2013-07-31 00:29:47
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