CHELPG (Charges from ELectrostatic Potentials using a Grid-based method) [1] - это схема расчета атомного заряда, разработанная Бренеманом и Вибергом, в которой атомные заряды приспособлены для воспроизведения молекулярного электростатического потенциала (MESP) в ряде точек вокруг молекула . [2] [3]
Методы расчета заряда, основанные на подборе молекулярного электростатического потенциала (MESP) (включая CHELPG), не подходят для обработки более крупных систем, где некоторые из самых внутренних атомов расположены далеко от точек, в которых рассчитывается MESP. В такой ситуации изменения зарядов самых внутренних атомов не приведут к значительным изменениям MESP за пределами молекулы, что означает, что точные значения зарядов самых внутренних атомов не могут быть точно определены MESP вне молекулы. Эта проблема решается с помощью электростатических и химических методов, определяемых по плотности (DDEC), которые разделяют облако электронной плотности, чтобы обеспечить химически значимые чистые атомные заряды, которые приблизительно воспроизводят электростатический потенциал, окружающий материал. [4]
Следует помнить, что заряды атомов зависят от конформации молекулы . Следовательно, характерные атомные заряды для гибких молекул следует рассчитывать как средние значения для нескольких молекулярных конформаций.
Был разработан ряд альтернативных схем заряда MESP, например, использующих поверхности Коннолли [5] или алгоритмы выбора геодезических точек [6] , чтобы улучшить вращательную инвариантность за счет увеличения плотности выбора точек и уменьшения анизотропии в выбранных точках на Поверхность MESP. В то время как CHELPG ограничивается непериодическими (например, молекулярными) системами, методы DDEC [4] могут применяться как к непериодическим, так и к периодическим материалам.
Заряды CHELPG можно рассчитать с помощью популярных ab initio пакетов квантовой химии, таких как Gaussian , GAMESS-US и ORCA .
Рекомендации
- ^ Бренеман, Курт М .; Виберг, Кеннет Б. (1990). «Определение атомно-центрированных монополей на основе молекулярных электростатических потенциалов. Необходимость высокой плотности выборки при конформационном анализе формамида». Журнал вычислительной химии . 11 (3): 361. DOI : 10.1002 / jcc.540110311 .
- ^ Дженсен, Фрэнк (29 ноября 2006 г.). Введение в вычислительную химию (2-е изд.). Вайли. ISBN 978-0-470-01187-4. Архивировано из оригинала на 2008-10-19 . Проверено 20 февраля 2009 .
- ^ Крамер, Кристофер Дж. (15 ноября 2004 г.). Основы вычислительной химии: теории и модели (2-е изд.). Вайли. ISBN 978-0-470-09182-1.
- ^ а б Т.А. Манц; Н. Габалдон-Лимас (2016). «Введение в анализ атомной популяции DDEC6: часть 1. Теория и методология разделения заряда» . RSC Adv . 6 (53): 47771–47801. DOI : 10.1039 / c6ra04656h .
- ^ Сингх, У. Чандра; Коллман, Питер А. (1984). «Подход к вычислению электростатических зарядов молекул». Журнал вычислительной химии . 5 (2): 129–145. DOI : 10.1002 / jcc.540050204 .
- ^ Спакман, Марк А. (1996). «Возможные производные расходы с использованием схемы выбора геодезической точки». Журнал вычислительной химии . 17 (1): 1–18. DOI : 10.1002 / (sici) 1096-987x (19960115) 17: 1 <1 :: aid-jcc1> 3.0.co; 2-v .