Domanda:
Matrice Z di una serie di 5 atomi colineari
F'x
2012-05-08 13:41:17 UTC
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Come posso scrivere una matrice Z per il seguente complesso?

  O == C == O H - O \ H  

Sono riuscito a scrivere:

  OC 1 a O 2 a 1 180 H 3 d 2 180 1? O 4 b 3 180 2? H 5 b 4 t 3?  

ma non so come specificare gli angoli diedri indicati con ? . Sono tutti zero? O completamente non specificato? In tal caso, sarò in grado di eseguire un'ottimizzazione delle coordinate con queste variabili o sarà un problema?

Due risposte:
#1
+14
Richard Terrett
2012-05-08 13:52:10 UTC
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Non puoi avere angoli di legame di 0 o 180 gradi in una matrice Z. Questo perché il diedro diventa degenerato. Per risolvere questo problema, puoi aggiungere " atomi fittizi " che forniscono un punto di riferimento ausiliario per rimuovere l'angolo di 180 gradi. Questi atomi sono solitamente indicati con $ \ ce {X} $ o $ \ ce {Xx} $ nelle suite di chimica computazionale. Di solito, gli atomi fittizi vengono posizionati a 90 gradi rispetto a una coppia di atomi e il terzo atomo collineare viene quindi definito con un angolo di legame di 90 gradi e un diedro di 0 o 180 gradi rispetto ai precedenti 3 atomi.

Esempio

Per illustrare di cosa sto parlando, ecco uno schema della tua coppia di molecole, con tre atomi fittizi:

An illustrated Z-matrix

Potrebbe avere una matrice Z come:

  O 1C 1 aXx 2 1.0 1 90O 2 b 3 90 1 180Xx 4 1.0 2 90 3 0H 4 c 5 90 2 180Xx 6 1.0 4 90 5 0O 6 d 7 90 4 180H 8 e 6104.5 7 180  

Note

Non ci sono regole rigide su quante dovresti usarne (ovviamente potremmo semplicemente definire i diedri successivi in ​​termini dell'atomo fittizio più a sinistra) tuttavia è meglio cercare la località in modo che piccoli cambiamenti in alcune variabili non corrispondano a grandi spostamenti altrove, nel qual caso errori di arrotondamento o grandi gradienti possono rovinarti la giornata. Potresti anche aver definito tutti i diedri nella tua molecola rispetto a quel conveniente idrogeno non collineare, tuttavia questo è l'equivalente in matrice Z del codice spaghetti.

Noterai che uso lettere diverse per ogni variabile. Questo perché forzare i legami $ \ ce {HO} $ e $ \ ce {C = O} $ ad essere di uguale lunghezza è probabilmente un vincolo non realistico per un'ottimizzazione della geometria di questo sistema.

Infine, nota che gli atomi fittizi non prendono parte alla struttura elettronica di una molecola, quindi sentiti libero di metterli ovunque e imposta la lunghezza del "legame" dell'atomo fittizio su quello che vuoi. 1.0 Ångström è tradizionale per quanto ne so.

P.S.

Molden ha un editor grafico a matrice Z completo, anche se originale.

Bella risposta (battimi per l'avvio!). Per gli altri che si sintonizzano, evita di usare il generatore di matrice Z automatica di Molden. Probabilmente ti darà spazzatura.
@LordStryker: questa è un'osservazione giusta. Molden è utilizzato al meglio per costruire matrici Z manualmente o tramite il comando "riordina matrice Z", che consente di ricostruire una matrice Z incerta semplicemente facendo clic sugli atomi nell'ordine desiderato.
#2
-2
Daniel
2012-06-08 07:36:48 UTC
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Puoi usare SMILES in Avogadro o openbabel e produce coordinate 3D che puoi modificare. E puoi creare input gaussiani, NWChem, gamess ...

Come si collega alle matrici Z? Avogadro o openbabel possono produrre matrici Z da coordinate 3D? Sono quindi in ordine fisico "ragionevole"?
@F'x Sì, sia Open Babel che Avogadro creano automaticamente matrici Z con un ordine fisico "ragionevole". Per qualche definizione di ragionevole. Per la tua domanda, penso che la risposta sopra sia molto migliore: può essere molto difficile ottimizzare così tanti atomi collineari.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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