Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

вопросы строения молекул и квантовой химии
Ответить
Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Пн июл 14, 2008 11:48 am

Для молекулы dicnq (файл прикреплен) был вычислен electron density surface, с помощью Гауссиана с ДФТ методом.
Результаты вообщем логичные, основное скопление electron density наблюдаетеся на гетороатомах(азот который более электронегативный чем углерод).
Экспериментальные результаты в общем совпадают, болеее "позитивные" участки участки имеют интеракцию или с более "негативными" участками соседней молекулы или с анионами вокруг нее и наоборот.
Но есть один страный результат который выпадает из этого ряда(единственое отличие, в первых двух случаях была интеракция с солвентом, в последнем ее нет). Где азот с нитрильной групы (N22) одной молекулы находится на очень близком растоянии от азота ароматичного schiff base (N16), последний в вычислениях хоть и не очень выделяется на фоне ароматичных углеродов но все же имеет чуть более высокую электроплотность по сравнению с ними.
Как такое может быть? Да и они наблюдаются на крайне близком растоянии друг от друга что еще более удивительней.

П.С. Не знал в какой из разделов форума это запостить, если модераторы сочтете нужным перенесите туда куда считаете этот пост подходит, надеюсь только что не в антихимию. :)
cogito ergo sum

Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Пн июл 14, 2008 12:25 pm

Может быть из за интеракции пай-пай соседнего с N16 кольца, в результате чего кольцо с N16 и N15 становится беднее. В результате чего и электроплотность на N16 понижается. :roll:
Незнаю еще как обьяснить.
cogito ergo sum

o-oxhem
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт июл 08, 2008 10:33 pm

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение o-oxhem » Сб июл 19, 2008 8:26 pm

Леонид писал(а):Для молекулы dicnq (файл прикреплен) был вычислен electron density surface, с помощью Гауссиана с ДФТ методом.
Результаты вообщем логичные, основное скопление electron density наблюдаетеся на гетороатомах(азот который более электронегативный чем углерод).
Экспериментальные результаты в общем совпадают, болеее "позитивные" участки участки имеют интеракцию или с более "негативными" участками соседней молекулы или с анионами вокруг нее и наоборот.
Но есть один страный результат который выпадает из этого ряда(единственое отличие, в первых двух случаях была интеракция с солвентом, в последнем ее нет). Где азот с нитрильной групы (N22) одной молекулы находится на очень близком растоянии от азота ароматичного schiff base (N16), последний в вычислениях хоть и не очень выделяется на фоне ароматичных углеродов но все же имеет чуть более высокую электроплотность по сравнению с ними.
Как такое может быть? Да и они наблюдаются на крайне близком растоянии друг от друга что еще более удивительней.
Здравствуйте, Леонид!


Вы справедливо отметили, что структурные изменения (можно сравнить изображённые на Fig. 2 и Fig.3 димеры DICNQ) происходят при появлении молекул C2H5OH.

Значит, в этом можно искать причину стабилизации именно такого расположения плоских
молекул dicnq:

молекула C2H5OH (точнее отрицательно поляризованный О-атом), Н-связанная с N1-атомом молекулы_1 dicnq,
вступает в дополнительное межмолекулярное взаимодействие с положительно поляризованным с-атомом нитрильной группы молекулы_2 dicnq.

Итак, молекулы C2H5OH - это "связки" между молекулами dicnq

(я привёл иллюстрацию к рассуждениям см gjf-file. Нарисовал приблизительно. Если Вы приведёте декартовы координаты, то будет очень полезно, так как это облегчит работу тем, кто хочет Вам помочь )

Кстати, необходимо отметить, что молекулы dicnq в димере ориентированы противоположно друг другу - пАры нитрильных групп различных молекул dicnq в димере расположены напротив друг друга, что можно объяснить так:

фрагмент молекулы_1 dicnq - ароматическое кольцо, которое находится под влиянием нитрильных групп)
с меньшей электронной плотностью, взаимодействует с ароматическим фрагментом (другой молекулы dicnq)
с некоторым (относительным) избытком электронной плотности - так стабилизируется комплекс с переносом заряда


одинаковое (см. и ср. fig2 и fig3 ) относительное расположение CN-групп свидетельствует об общности природы взаимодействия и синтезе комплекса с переносом заряда. Молекулы C2H5OH участвуют в переносе заряда и стабилизируют другое расположение молекул dicnq.



ps Вы рассуждаете о зарядах на атомах. Атомы в молекуле (как и их заряды)
необходимо правильно определять. Вами имеет смысл вычислить с помощью Gau$$ian
заряды на атомах (по Mulliken, Lowdin, ESP, NPA) и для некоторых AIM.
Или вычитать электронные плотности молекул dicnq до и после синтеза комплекса с переносом заряда,
а затем до и после микро-сольватации.


ps Если Вы приведёте координаты (геометрии) из Support Inf, то возможно мой ответ изменится и, быть может, станет точнее и определённее.

Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Вс июл 20, 2008 11:50 am

o-oxhem писал(а):
Здравствуйте, Леонид!


Вы справедливо отметили, что структурные изменения (можно сравнить изображённые на Fig. 2 и Fig.3 димеры DICNQ) происходят при появлении молекул C2H5OH.

Значит, в этом можно искать причину стабилизации именно такого расположения плоских
молекул dicnq:

молекула C2H5OH (точнее отрицательно поляризованный О-атом), Н-связанная с N1-атомом молекулы_1 dicnq,
вступает в дополнительное межмолекулярное взаимодействие с положительно поляризованным с-атомом нитрильной группы молекулы_2 dicnq.

Итак, молекулы C2H5OH - это "связки" между молекулами dicnq
Прошу простить, по моей вине я немного запутал вопрос.
Та статья что приведена не имеет особого отношения с вопросом, я ее привел как пример структуры отдельной молекулы которую назвал dicnq, и что самое важно ее номенклатура что бы удобней было обсуждать тему.
Кроме того это один из примеров построения этой молекулы в пространстве.
В той молекуле которая меня интересует вообще нет солвента.
ps Если Вы приведёте координаты (геометрии) из Support Inf, то возможно мой ответ изменится и, быть может, станет точнее и определённее.
Сейчас дам картинку которая изображает суть вопроса.
Там немного другая номенклатура, но я пометил те атомы интеракция которых меня интересует.

Как видите тут слишком короткая связь 3\AA, причем между атомами которые обычно богаты электроплотностью. Что имхо очень удивительно.

Спасибо за участие в решение загадки. :D
cogito ergo sum

Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Вс июл 20, 2008 12:33 pm

o-oxhem писал(а): ps Вы рассуждаете о зарядах на атомах. Атомы в молекуле (как и их заряды)
необходимо правильно определять. Вами имеет смысл вычислить с помощью Gau$$ian
заряды на атомах (по Mulliken, Lowdin, ESP, NPA) и для некоторых AIM.
Или вычитать электронные плотности молекул dicnq до и после синтеза комплекса с переносом заряда,
а затем до и после микро-сольватации.
Считал через ESP для молекулы без сольвента и главное для единичной а не в кристалической решетки. Кластер который дается в бесплатное пользование не тянет сложные вычисления(солвент то еще ладно, но вот несколько молекул могут и не посчитатся).
Насчет ESP то лично я выбрал основыватся на нем, ибо наши квантовые химики хоть и преподают лабу Гауссиан, но сами в своей работе этой програмой не пользуются(обычно кодят на Фортране или С), так что ничего толкого не знали посоветовать.
Даные ESP единичной молекулы были вообщем логичны(более электронегативный атом имеет выше плотность) и не противоречили двум экспериментальным структурам.
Вот третья структура(изображеная на картинке) не противоречит даным ESP, раз солвента там вообще нет то значит в этом повина интеракция между двумя молекулами dicnq.
Если я прав что интеракция пай-пай виновна в этом эфекте то попробую посчитать ESP(или что вы посоветуете лучше посчитать что бы показать этот эфект?) на кластере.
cogito ergo sum

o-oxhem
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт июл 08, 2008 10:33 pm

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение o-oxhem » Пн июл 21, 2008 10:49 pm

Леонид писал(а):
o-oxhem писал(а): ps Вы рассуждаете о зарядах на атомах. Атомы в молекуле (как и их заряды)
необходимо правильно определять. Вами имеет смысл вычислить с помощью Gau$$ian
заряды на атомах (по Mulliken, Lowdin, ESP, NPA) и для некоторых AIM.
Или вычитать электронные плотности молекул dicnq до и после синтеза комплекса с переносом заряда,
а затем до и после микро-сольватации.
Считал через ESP для молекулы без сольвента и главное для единичной а не в кристалической решетки. Кластер который дается в бесплатное пользование не тянет сложные вычисления(солвент то еще ладно, но вот несколько молекул могут и не посчитатся).
Насчет ESP то лично я выбрал основыватся на нем, ибо наши квантовые химики хоть и преподают лабу Гауссиан, но сами в своей работе этой програмой не пользуются(обычно кодят на Фортране или С), так что ничего толкого не знали посоветовать.
Даные ESP единичной молекулы были вообщем логичны(более электронегативный атом имеет выше плотность) и не противоречили двум экспериментальным структурам.
Вот третья структура(изображеная на картинке) не противоречит даным ESP, раз солвента там вообще нет то значит в этом повина интеракция между двумя молекулами dicnq.
Если я прав что интеракция пай-пай виновна в этом эфекте то попробую посчитать ESP(или что вы посоветуете лучше посчитать что бы показать этот эфект?) на кластере.
Итак, имеет смысл ставить вопрос: подчиняется ли взаимодействие зарядовому или орбитальному контролю?
Моё предположение : имеет место n (неподелённая пара N-атома ароматического фрагмента) –pi (CN-группы другой молекулы) взаимодействие, т.е. имеет место орбитальный контроль.
Чтобы проверить, не переоцениваете ли Вы отрицательный заряд на N-атомах, имеет ли место (значительное) перераспределение электронной плотности (которое должно происходить, если я правильно понял Вашу гипотезу) в комплексе относительно изолированной молекулы, считаю необходимым вычисление зарядов:

NPA, ESP, Mulliken, Lowdin,

для визуального анализа перекрывания орбиталей (их соответствия по форме, энергии, приближённой симметрии) необходимо в chk-файл сохранять NBO. И сохранить (не удалять) chk-файл (он понадобится для вычисления зарядов на нескольких (наиболее интересных) атомах с помощью бесплатной AIMAll (это лишь один из вариантов))

если речь о расчёте на G03


pop(NBO,ESP,SaveNBOs) iop(6/80=1)

Я предполагаю, что можно сократить время расчёта ~2-3 раза, если применить RI-DFT (единственное, что может помешать – это отсутствие параллелизации link’ов, ответственных за RI-DFT. я лично не успел проверить).

чЕРЕз PM могу пояснить детали и привести примеры job-files

Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Ср июл 23, 2008 6:40 pm

Большое спасибо :deal:
cogito ergo sum

Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Чт июл 24, 2008 2:29 pm

%chk=Gaussian/kl5.chk
%mem=4000MB
%nproc=1
#p b3lyp/6-31++g(2d,2p) pop(nbo,esp,savenbos) iop(6/80=1) scf=tight

Так нормально?
Не уверен что моя квота позволит досчитать с этим базисом. Но посмотрим.

П.С.
Вот мои варианты квот на бесплатном кластере(квантовые химики к своим компам за бесплатно не подпустят).
Queue Memory CPU Time Walltime Node Run Que Lm State
---------------- ------ -------- -------- ---- --- --- -- -----
inf 1000mb 400:00:0 -- -- 0 0 2 E R
cshort 300mb 02:00:00 -- -- 1 0 9 E R
hugebig 7000mb 300:00:0 -- -- 2 1 2 E R
short 300mb 02:00:00 -- -- 0 0 6 E R
nag 512mb 48:00:00 -- -- 0 0 2 E R
cinf 1000mb 240:00:0 -- -- 1 0 7 E R
huge 512mb 24:00:00 -- -- 0 0 3 E R

Считаю на g98 с g03 есть проблемы допуска, уже пару раз пытались настроить.
Если для даного вычисления это критично важно то пойду выбивать себе допуск.
cogito ergo sum

o-oxhem
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт июл 08, 2008 10:33 pm

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение o-oxhem » Чт июл 24, 2008 3:02 pm

Леонид писал(а):%chk=Gaussian/kl5.chk
%mem=4000MB
%nproc=1
#p b3lyp/6-31++g(2d,2p) pop(nbo,esp,savenbos) iop(6/80=1) scf=tight

Так нормально?
Не уверен что моя квота позволит досчитать с этим базисом. Но посмотрим.

П.С.
Вот мои варианты квот на бесплатном кластере(квантовые химики к своим компам за бесплатно не подпустят).
Queue Memory CPU Time Walltime Node Run Que Lm State
---------------- ------ -------- -------- ---- --- --- -- -----
inf 1000mb 400:00:0 -- -- 0 0 2 E R
cshort 300mb 02:00:00 -- -- 1 0 9 E R
hugebig 7000mb 300:00:0 -- -- 2 1 2 E R
short 300mb 02:00:00 -- -- 0 0 6 E R
nag 512mb 48:00:00 -- -- 0 0 2 E R
cinf 1000mb 240:00:0 -- -- 1 0 7 E R
huge 512mb 24:00:00 -- -- 0 0 3 E R

Считаю на g98 с g03 есть проблемы допуска, уже пару раз пытались настроить.
Если для даного вычисления это критично важно то пойду выбивать себе допуск.

Выглядит нормально. Но лучше надо scf(xqc,maxcycle=512,tight), iop(6/80=1) – вычисление зарядов по Lowdin (не могу проверить - работает ли это на g98).

Если ресурсов на хватит, то придётся изменить базис на aug-pc0 (базис специальный для DFT) и/или применить RI-DFT на gaussian.
Имеет смысл переход с g98 на g03 (не только для этого вычисления), так как
1) dft технически лучше реализован на g03;
2) могу подсказать как делать ri-dft на g03 (а на 98 я не тренировался)
3) FMM реализовано на g03
те если ресурсы для выполнения задачи в представленном виде окажутся не достаточными, то все средства реализованы (более эффективно) на g03


Видимо, 4 молекулы dicnq – это минимальное количество молекул. Но не могу сказать хватит или нет.

Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Вс июл 27, 2008 1:47 pm

Даная конфигурация выпадала с ошибкой, я плюнул на это и пошел настраивать себе G03. :D
На новом Gaussian все отлично бежит, сейчас встал в очередь что бы получить побольше ресурсов 1 проц+5Гб памяти, надеюсь памяти хватит.
cogito ergo sum

o-oxhem
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт июл 08, 2008 10:33 pm

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение o-oxhem » Вс июл 27, 2008 5:52 pm

Леонид писал(а):Даная конфигурация выпадала с ошибкой, я плюнул на это и пошел настраивать себе G03. :D
На новом Gaussian все отлично бежит, сейчас встал в очередь что бы получить побольше ресурсов 1 проц+5Гб памяти, надеюсь памяти хватит.
переход на g03 - это правильное решение (по причинам указанным выше)

О памяти - если g03 является 32x - разрядным, то 5Гб не будут использлваны полностью (если я правильно понимаю возможности g03 будут использованы только 4 Гб)

Аватара пользователя
Yurii
Сообщения: 682
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2007 1:59 am

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Yurii » Вс июл 27, 2008 8:10 pm

o-oxhem писал(а):
Леонид писал(а):Даная конфигурация выпадала с ошибкой, я плюнул на это и пошел настраивать себе G03. :D
На новом Gaussian все отлично бежит, сейчас встал в очередь что бы получить побольше ресурсов 1 проц+5Гб памяти, надеюсь памяти хватит.
переход на g03 - это правильное решение (по причинам указанным выше)

О памяти - если g03 является 32x - разрядным, то 5Гб не будут использлваны полностью (если я правильно понимаю возможности g03 будут использованы только 4 Гб)
Если у Вас есть исходники g03 под IA32+IA64, то нетрудно переделать их под EM64T и тогда ограничения по памяти снимаются.
прозвище "Фабержé" легендарный разведчик Дроздов получил за свое уникальное умение работать с информацией, добывать ее и превращать в драгоценность высшей пробы.

o-oxhem
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт июл 08, 2008 10:33 pm

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение o-oxhem » Вс июл 27, 2008 8:52 pm

Yurii писал(а):Если у Вас есть исходники g03 под IA32+IA64, то нетрудно переделать их под EM64T и тогда ограничения по памяти снимаются.
В Россию ОНИ _не_ продают исходные тексты, поэтому у меня нет исходных текстов.

Аватара пользователя
Yurii
Сообщения: 682
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2007 1:59 am

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Yurii » Вс июл 27, 2008 9:11 pm

o-oxhem писал(а):
Yurii писал(а):Если у Вас есть исходники g03 под IA32+IA64, то нетрудно переделать их под EM64T и тогда ограничения по памяти снимаются.
В Россию ОНИ _не_ продают исходные тексты, поэтому у меня нет исходных текстов.
продают
прозвище "Фабержé" легендарный разведчик Дроздов получил за свое уникальное умение работать с информацией, добывать ее и превращать в драгоценность высшей пробы.

Леонид
Сообщения: 652
Зарегистрирован: Пн фев 16, 2004 1:18 am
Контактная информация:

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение Леонид » Вт июл 29, 2008 2:32 pm

o-oxhem писал(а):
Леонид писал(а):Даная конфигурация выпадала с ошибкой, я плюнул на это и пошел настраивать себе G03. :D
На новом Gaussian все отлично бежит, сейчас встал в очередь что бы получить побольше ресурсов 1 проц+5Гб памяти, надеюсь памяти хватит.
переход на g03 - это правильное решение (по причинам указанным выше)

О памяти - если g03 является 32x - разрядным, то 5Гб не будут использлваны полностью (если я правильно понимаю возможности g03 будут использованы только 4 Гб)
Спасибо не знал, не стал бы зря резервировать 5Гб, правда не уверен что за софт там крутится.

Вас интересовали координты, ниже привожу их.
cogito ergo sum

o-oxhem
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт июл 08, 2008 10:33 pm

Re: Как обьяснить страные результаты межмолекулярных связей?

Сообщение o-oxhem » Вт июл 29, 2008 3:04 pm

Леонид писал(а): Спасибо не знал, не стал бы зря резервировать 5Гб, правда не уверен что за софт там крутится.

Вас интересовали координты, ниже привожу их.
Да, теперь мне будет проще помогать Вам :deal:

Ответить

Вернуться в «квантовая химия и моделирование»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 11 гостей