分子科学学报
分子科學學報
분자과학학보
JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCE
2008年
6期
403-410
,共8页
刘朋军%张连华%杜奇石%韦吉崇%刘艳玲
劉朋軍%張連華%杜奇石%韋吉崇%劉豔玲
류붕군%장련화%두기석%위길숭%류염령
甲烷气体水合物%势能函数%基组重叠误差%DFT
甲烷氣體水閤物%勢能函數%基組重疊誤差%DFT
갑완기체수합물%세능함수%기조중첩오차%DFT
用Hartree-Fock SCF和密度泛函(BLYP,B3LYP,MPW1PW91)方法对以结构-Ⅰ为单元的甲烷水合物进行了分子间势能的理论研究.该结构单元为正十二面体,其中包括20个水分子,甲烷分子在其中心.采用从头算HF/6-31G(d,p)对甲烷分子进行几何优化,采用ST2模型对水分子作几何优化.水-水间氢键势能Ehb(l)和水-甲烷间范德华势能Evdw(l)作为边长l的函数进行计算,计算时固定水和甲烷分子的几何形状.所有计算中均使用6-31G(d,p)基组.基组重叠误差(BSSE)经校正其上限和下限为水-水氢键能加以确定.由B3LYP经基组重叠误差(BSSE)校正得到的O-O距离为RO-O=0.280 nm,C-O距离RC-O=0.392 nm,比其他方法更接近实验值的0.282和0 395 nm.结果表明,在天然气水合物结构-Ⅰ中水-水分子对的氢键能(30～36 kJ/mol)大于水的二聚体(H2O)2氢键能(-22.6±2.9) kJ/mol,亦大于六角形冰的(-21.7±0.5)kJ/mol,十二面体结构为一稳定单元.以上分子间相互作用势能的结果为得出Lennard-Jones和Kihara势能参数提供了坚实的基础,此参数对分子动力学模拟天然气水合物是非常有用的.
用Hartree-Fock SCF和密度汎函(BLYP,B3LYP,MPW1PW91)方法對以結構-Ⅰ為單元的甲烷水閤物進行瞭分子間勢能的理論研究.該結構單元為正十二麵體,其中包括20箇水分子,甲烷分子在其中心.採用從頭算HF/6-31G(d,p)對甲烷分子進行幾何優化,採用ST2模型對水分子作幾何優化.水-水間氫鍵勢能Ehb(l)和水-甲烷間範德華勢能Evdw(l)作為邊長l的函數進行計算,計算時固定水和甲烷分子的幾何形狀.所有計算中均使用6-31G(d,p)基組.基組重疊誤差(BSSE)經校正其上限和下限為水-水氫鍵能加以確定.由B3LYP經基組重疊誤差(BSSE)校正得到的O-O距離為RO-O=0.280 nm,C-O距離RC-O=0.392 nm,比其他方法更接近實驗值的0.282和0 395 nm.結果錶明,在天然氣水閤物結構-Ⅰ中水-水分子對的氫鍵能(30～36 kJ/mol)大于水的二聚體(H2O)2氫鍵能(-22.6±2.9) kJ/mol,亦大于六角形冰的(-21.7±0.5)kJ/mol,十二麵體結構為一穩定單元.以上分子間相互作用勢能的結果為得齣Lennard-Jones和Kihara勢能參數提供瞭堅實的基礎,此參數對分子動力學模擬天然氣水閤物是非常有用的.
용Hartree-Fock SCF화밀도범함(BLYP,B3LYP,MPW1PW91)방법대이결구-Ⅰ위단원적갑완수합물진행료분자간세능적이론연구.해결구단원위정십이면체,기중포괄20개수분자,갑완분자재기중심.채용종두산HF/6-31G(d,p)대갑완분자진행궤하우화,채용ST2모형대수분자작궤하우화.수-수간경건세능Ehb(l)화수-갑완간범덕화세능Evdw(l)작위변장l적함수진행계산,계산시고정수화갑완분자적궤하형상.소유계산중균사용6-31G(d,p)기조.기조중첩오차(BSSE)경교정기상한화하한위수-수경건능가이학정.유B3LYP경기조중첩오차(BSSE)교정득도적O-O거리위RO-O=0.280 nm,C-O거리RC-O=0.392 nm,비기타방법경접근실험치적0.282화0 395 nm.결과표명,재천연기수합물결구-Ⅰ중수-수분자대적경건능(30～36 kJ/mol)대우수적이취체(H2O)2경건능(-22.6±2.9) kJ/mol,역대우륙각형빙적(-21.7±0.5)kJ/mol,십이면체결구위일은정단원.이상분자간상호작용세능적결과위득출Lennard-Jones화Kihara세능삼수제공료견실적기출,차삼수대분자동역학모의천연기수합물시비상유용적.
