Atomistica WORKSHOPS

Nauka za budućnost

Od atoma do svojstava: uvod u atomističke proračune

Zadatak 1

Energija molekula i izbor metode proračuna

Uvod

U atomističkom modelovanju, jedno od najosnovnijih svojstava koje možemo izračunati za molekul jeste njegova energija. Energija sistema povezana je sa mnogim njegovim svojstvima i predstavlja polaznu tačku za razumevanje brojnih procesa, od hemijskih reakcija do interakcija između molekula.

Jedan od osnovnih načina da se odredi energija molekula jeste tzv. „single-point energy calculation“, odnosno proračun energije za tačno određenu geometriju molekula, bez njenog menjanja. Drugim rečima, u ovom tipu proračuna posmatra se energija sistema u već zadatoj strukturi.

Važno je naglasiti da se u ovom slučaju ne ispituje da li je ta struktura najstabilnija moguća, već se analizira energija konkretne konfiguracije atoma. Upravo zbog toga, ovakvi proračuni se često koriste kao prvi korak u analizi sistema ili kao osnova za poređenje različitih računarskih metoda.

Za razliku od optimizacije geometrije, ovde se ne traži minimum energije, već se računa energija postojeće strukture.

Proračuni

Koristeći atomistica.online i Online xTB kalkulator, ponoviti sledeću proceduru za tri različite metode na molekulu ibuprofena.

Koraci:

  1. Učitati .xyz fajl molekula ibuprofena (ibuprofen.xyz)
  2. Izabrati:
    • Task: Energy
  3. Pokrenuti proračun za sledeće metode:
    • GFN2-xTB
    • GFN1-xTB
    • GFN-FF
  4. Analizom rezultujućeg output fajla, za svaku metodu zabeležiti: TOTAL ENERGY

NAPOMENA: TOTAL ENERGY se nalazi pri samom kraju rezultujućeg .out fajla.

Rezultati

Popuniti tabelu:

Metoda

Total Energy (Eh)

GFN2-xTB

 

GFN1-xTB

 

GFN-FF

 

Pitanja

  1. Kako se dobijene energije razlikuju između metoda?
  2. Ako je geometrija ista, šta je uzrok razlika u energiji?
  3. Da li je ispravno direktno porediti apsolutne energije dobijene različitim metodama? Objasniti.
  4. Šta je važnije za analizu sistema:
    • apsolutna energija ili
    • razlika u energiji između sistema?