Spørgsmål:
Z-matrix af en serie på 5 colinear atomer
F'x
2012-05-08 13:41:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hvordan kan jeg skrive en Z-matrix til følgende kompleks?

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

Jeg har formået at skrive:

  OC 1 a O 2 a 1180 H 3 d 2 180 1? O 4 b 3 180 2? H 5 b 4 t 3?  

men jeg ved ikke, hvordan jeg angiver de tovinklede vinkler angivet med ? . Er de alle nul? Eller helt uspecificeret? I så fald vil jeg være i stand til at foretage en koordinatoptimering med disse variabler, eller vil det være et problem?

To svar:
#1
+14
Richard Terrett
2012-05-08 13:52:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Du kan ikke have bindingsvinkler på 0 eller 180 grader i en Z-matrix. Dette skyldes, at dihedralet bliver degenereret. For at løse dette kan du tilføje ' dummy atomer ', som giver et ekstra referencepunkt for at fjerne 180 graders vinkel. Disse atomer er normalt betegnet $ \ ce {X} $ eller $ \ ce {Xx} $ i beregningskemiske suiter. Normalt placeres dummyatomer 90 grader til et par atomer, og det tredje kollinære atom defineres derefter med en bindingsvinkel på 90 grader og en dihedral på 0 eller 180 grader i forhold til de foregående 3 atomer.

Eksempel

For at illustrere, hvad jeg taler om, er her en skematisk oversigt over dit par molekyler med tre dummyatomer:

An illustrated Z-matrix

Dette kunne have en Z-matrix som:

  O 1C 1 aXx 2 1.0 1 90O 2 b 3 90 1180Xx 4 1.0 2 90 3 0H 4 c 5 90 2180Xx 6 1.0 4 90 5 0O 6 d 7 90 4 180H 8 e 6 104,5 7 180  

Noter

Der er ingen hårde og hurtige regler for, hvor mange du skal bruge (selvfølgelig kunne vi simpelthen definer efterfølgende dihedraler i form af det nærmeste dummyatom) men det er bedst at stræbe efter lokalitet, så små ændringer i nogle variabler ikke svarer til store forskydninger andre steder, i hvilket tilfælde afrundingsfejl eller store gradienter kan ødelægge din dag. Du kunne også have defineret alle dihedralerne i dit molekyle med hensyn til det bekvemme ikke-kollinære brint, men dette er Z-matrixækvivalenten med spaghettikode.

Du vil bemærke, at jeg bruger forskellige bogstaver til hver variabel. Dette er fordi at tvinge $ \ ce {HO} $ og $ \ ce {C = O} $ obligationer til at være af samme længde sandsynligvis er en urealistisk begrænsning for geometrioptimering af dette system.

Endelig, bemærk, at dummyatomer ikke deltager i den elektroniske struktur af et molekyle, så du er velkommen til at placere dem hvor som helst og indstille dummy-atomets 'bindingslængde' til hvad du vil. 1.0 Ångström er så vidt jeg ved traditionel.

P.S.

Molden har en komplet, hvis idiosynkratisk grafisk Z-matrix-editor.

Dejligt svar (slå mig til det for at starte!). For andre, der indstiller sig, skal du holde dig væk fra at bruge Moldens auto-Z-matrixgenerator. Det vil sandsynligvis give dig uønsket.
@LordStryker - dette er en retfærdig observation. Molden bruges bedst til at konstruere Z-matricer manuelt eller gennem kommandoen 're-order Z-matrix', som lader en genopbygge en iffy Z-matrix ved blot at klikke på atomerne i den ønskede rækkefølge.
#2
-2
Daniel
2012-06-08 07:36:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Du kan bruge SMILES i Avogadro eller openbabel, og det producerer 3D-koordinater, som du kan redigere. Og du kan oprette Gaussian, NWChem, gamess ... input.

Hvordan relaterer det sig til Z-matricer? Kan Avogadro eller openbabel producere Z-matricer fra 3D-koordinater? Er de så i "rimelig" fysisk orden?
@F'x Ja, både Open Babel og Avogadro opretter automatisk Z-matricer med "rimelig" fysisk orden. For en eller anden definition af rimelig. For dit spørgsmål synes jeg svaret ovenfor er meget bedre - det kan være meget svært at optimere så mange kollinære atomer.


Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...