Accurate non-bonded potentials based on periodic quantum mechanics calculations for use in molecular simulations of materials and systems

范德瓦尔斯力 极化率 分子动力学 偶极子 化学 静电学 势能 价(化学) 量子 伦敦分散部队 原子电荷 密度泛函理论 化学物理 计算化学 分子物理学 原子物理学 物理 分子 量子力学 物理化学 有机化学
作者
Saber Naserifar,Julius Oppenheim,Hao Yang,Tingting Zhou,Sergey V. Zybin,Mohamed R. M. Rizk,William A. Goddard
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:151 (15) 被引量:25
标识
DOI:10.1063/1.5113811
摘要

Molecular dynamics simulations require accurate force fields (FFs) to describe the physical and chemical properties of complex materials and systems. FF parameters for valence interactions can be determined from high-quality Quantum Mechanical (QM) calculations. However, it has been challenging to extract long-range nonbonded interaction potentials from QM calculations since there is no unambiguous method to separate the total QM energy into electrostatics (polarization), van der Waals (vdW), and other components. Here, we propose to use density functional theory with dispersion corrections to obtain the equation of state for single element solid systems (of H, C, N, O, F, Cl, Br, I, P, He, Ne, Ar, Kr, Xe, and Rn) from which we obtain the pure 2-body vdW nonbonded potentials. Recently, we developed the polarizable charge equilibration (PQEq) model based on QM polarization energy of electric probe dipoles with no contributions from vdW. Together, the vdW and PQEq interactions form the nonbonded potential of our new transferrable reactive FF (RexPoN). They may also be useful to replace the nonbonded parts of standard FFs, such as OPLS, Amber, UFF, and CHARMM. We find that the individual 2-body vdW potential curves can be scaled to a universal vdW potential using just three specific atomic parameters. This simplifies extension to the rest of the periodic table for atoms that do not exhibit molecular packing. We validate the accuracy of these nonbonded interactions for liquid water, energetic, and biological systems. In all cases, we find that our new nonbonded potentials provide good agreement with QM and experimental data.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hkh发布了新的文献求助10
1秒前
JL完成签到,获得积分10
3秒前
清秀人杰完成签到 ,获得积分10
4秒前
华仔应助秀丽的曼雁采纳,获得10
6秒前
菜鸡学VASP完成签到 ,获得积分10
6秒前
Master-wang完成签到,获得积分10
6秒前
mengli完成签到 ,获得积分10
7秒前
布雨完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
神唐1发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
一一完成签到 ,获得积分10
15秒前
spf完成签到,获得积分10
16秒前
吹梦西洲完成签到 ,获得积分10
19秒前
21秒前
hkh发布了新的文献求助10
21秒前
DK-Ksss完成签到,获得积分10
22秒前
清秀人杰关注了科研通微信公众号
24秒前
大模型应助Jtiger采纳,获得10
24秒前
锦上添花完成签到 ,获得积分10
25秒前
马里奥爱科研完成签到,获得积分10
26秒前
mirrovo完成签到 ,获得积分10
26秒前
啊萌萌完成签到 ,获得积分10
26秒前
吴晓娟完成签到 ,获得积分10
27秒前
TCM_XZ完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
欧阳发布了新的文献求助10
28秒前
草拟大坝应助1234采纳,获得10
29秒前
虚幻慕灵应助huanglm采纳,获得150
30秒前
knj_nc完成签到 ,获得积分10
30秒前
奥里给完成签到 ,获得积分10
31秒前
a雪橙完成签到 ,获得积分10
33秒前
不吃折耳根完成签到,获得积分10
34秒前
PDAYEBLB完成签到,获得积分10
34秒前
36秒前
海棠微雨完成签到,获得积分10
37秒前
38秒前
win97完成签到 ,获得积分10
39秒前
hkh发布了新的文献求助10
39秒前
huanglm完成签到,获得积分10
40秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 460
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2396693
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2098790
关于积分的说明 5289757
捐赠科研通 1826350
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910542
版权声明 560017
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486646