目的:用Materials Studio(MS)软件模拟计算1atm ,25℃下,500个水分子无定形体系的径向分布函数和扩散系数。
模块:Amorphous cell, Discover
简介:径向分布函数g(r):以流体系统中一个分子为目标分子,与其中心距离由间的分子数目为r——dr,则g(r)=dN/(pπr2dr)可理解为区域密度与平均密度的比。
分子扩散系数:在一个不流动的环境中,若某组分在空间各位置点上的浓度不同,则此组分的分子便可能从浓度高的地方传递到浓度低的地方。这是靠分子扩散的方式传递的。单位面积和传递速率与浓度梯度(即两点的浓度差除以这两点间的距离)成正比。这比例常数称为分子扩散系数。
1.建立初始结构
(1)建造一个的水分子
运行MS,新建一个Project命名为water molecular。打开一个新的xsd文档命名为H2O.xsd。在工具栏选择Sketch Atom工具绘制一个水分子,如下图所示。然后点击Clean工具修正得到合理的几何构象。
(2)建造多分子水的无定型体系
选择菜单栏Modules上的Amorphous Cell,在下拉列表中选择Construction,打开Amorphous Cell Construction对话框。点击Add按钮将水分子添加到体系中,单击Constituent molecules栏中Number下的数字,设为500。相应的,温度298K;Number of configurations填1;Cell type选Periodic cell(设置体系含有周期性边界条件);水密度0.997g/cc。在Setup选项卡中,选用Compass力场;Job description可设置任务名称。
点击Construct开始构建,在Project explorer中出现了一个新的名为Sketch 1 AC Constr的文件夹。计算结束后产生一个包含500个水分子无定形体系的轨迹文档Sketch 1.xtd,如下图。
2.动力学模拟
(1)优化体系
构建好的水分子无定形体系需要用Discover模块中的Minimizer对其进行优化,打开Discover Minimizer对话框相关设置如下图,然后点击Minimize按钮开始优化。