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COSMOlogic——质量水平和参数化

2022-06-28 18:33 作者:邱新龙分子模拟小破屋  | 我要投稿

Cosmotherm直接从COSMO文件读取化合物的输入。必须选择至少一个COSMO文件(COSMO)或压缩COSMO文件(ccf)作为复合输入。请注意,CosmothermxCOSMO不支持带空格的CosmothermxCOSMO文件名,随Cosmotherm提供的文件可在不同的量子化学级别上使用。量子化学宇宙计算产生的静电学的质量、精度和系统误差取决于量子化学方法以及基组。因此,Cosmotherm针对每个支持的方法/基集组合分别进行参数化。所有的参数化都基于在给定方法/基组水平上量子化学优化的分子结构。使用哪种方法的建议取决于所需的质量和预测的预期用途。Cosmotherm在化学和工程热力学中的应用(例如,预测双星或LLE数据、溶液中的活度系数或蒸汽压)通常需要高质量的中小型分子混合物的性能预测(最多25个非氢原子)。对于这种类型的计算,建议使用TZVP或TZVPD-FINE水平。TZVP级别包括使用TZVP基集对分子结构进行的全涡轮摩尔BP-RI-DFT COSMO优化,如下所示为BP-TZVP,以及相应的参数文件BP TZVP 19。ctd。2012年推出的TZVPD FINEvel基于Turbomole BP-RI-DFT COSMO单点计算,TZVPDbasis设置在优化的BP/TZVP/COSMO几何结构之上。COSMO单点计算使用了TZVPD基集和漫反射基函数,以及一种新型的分子表面腔结构(精细网格行进四面体腔,fine),该结构创建了一个COSMO表面,与标准COSMO腔相比,其分段更加均匀。利用TZVP基组在Turbomole BP-RI-DFT水平上优化该水平的气相能量文件,然后利用TZVPD基组(相关BP TZVPD FINE 19)进行单点BPRI-DFT计算。ctd参数集还包括HB2012氢键项和基于Grimme等人的“D3”方法的新型范德华色散项。这表明改进的热力学性质预测结果适用于经典COSMO-RS氢键项显示出弱点的化合物类别,例如TZVPD-FINE水平上的仲、叔脂肪胺和聚醚化合物,有机液相和气相热力学的更广泛领域与标准TZVP和DMOL3 PBE方法的质量相同或稍好。因此,TZVPD-FINE水平被认为是目前可用的“最佳质量”计算方法。请注意,BP-TZVPD-FINE水平有待不断修订和改进。因此,与其他标准参数集相比,不同参数化对细粒度的实际预测可能存在更大的差异。更重要的是,与其他标准方法相比,精细水平的计算要求更高,这些方法涉及量子化学计算以及宇宙热计算本身。但无论如何,用户都不应该被鼓励尝试这个级别:它可能比标准级别BP-TZVP-COSMO和DMOL3-PBE更好地满足他们在房地产预测方面的特殊要求,尤其是如果涉及提到的复合类。

如果使用DMOL3程序包而不是TURBOMOLE,则可通过DMOL3水平达到与TZVP水平相当的预测质量。DMOL3程序包的COSMO计算采用PBE DFT泛函和数值DNP基集的完整COSMO和气相几何优化。对于相应的宇宙热参数化,使用Mol3 PBE 19。ctd参数文件。

筛选大量化合物,例如预测化合物在各种溶剂中的溶解度,通常需要的预测质量略低于化学工程应用中的预测质量。所涉及的分子通常较大(>100个原子),并且必须通过量子化学计算大量化合物。因此,必须在计算需求和预测质量之间做出折衷:一个很好的折衷方案是在计算非常便宜的半经验MOPAC AM1-COSMO水平上优化分子几何,然后在Turbomole BP-RI-DFT COSMO水平上使用小SVP基集进行单点COSMO计算。该方法在下文中命名为BP-SVP-AM1,相应的参数化可在BP-SVP AM1 19 ctd参数文件中找到。有关可用量子化学水平和参数化的更多信息,请参阅Cosmotherm参考手册第3节,请注意,从19版开始,Osmotherm参数化中使用的单位转换和基本物理常数(阿伏伽德罗常数N玻尔兹曼常数k、基本电荷e、电子质量me、普朗克常数h和电常数e)根据旧参数化文件中最新的NIST/CODATA建议进行了更新,保留了physicaconstants和unit Conversion的原始值,以确保预测与这些参数集的向下兼容性。


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