webhostinggeeks.com

Source: http://www2.bri.nrc.ca/istcp6/list_abs.php

Dilema localizare / delocalizare în structura electronică a d - şi f-element de oxizi de

Richard L. Martin
Divizia teoretice, MSB268, Los Alamos National Laboratory, din Los Alamos, NM 87545

Structura electronică a multora dintre oxizi care conţin d - şi f-elemente a fost mult timp o provocare pentru teorie. De exemplu, workhorses tradiţională a teoriei densităţii funcţionale, apropierea densitatea locale (LDA) şi aproximări generalizate gradientul (GGA), prezice cele mai multe dintre aceste sisteme să fie metalic, atunci când, de fapt, acestea sunt izolate cu goluri mai multe trupa de eV. Aceste probleme reflectă dilema localizare / delocalizare care se confruntă în sisteme cu suprapunere slabe şi par să fie în mare parte depăşite prin noua generaţie de functionale densitate hibrid dezvoltat pentru studii moleculare. Doar recent a fost posibil să se aplice aceste funcţionale la solide, dar, în cazurile studiate până în prezent, găsim o îmbunătăţire clară. The funcţionale hibrid prezică corect starea de izolare la sol, banda, comportamentul zăbrele constantă şi magnetică la 0K, dacă se cunosc. Eu va trece în revistă originea problemei, cum funcţionale hibrid diferă de cele tradiţionale, şi aplicaţii recenta MNO, CeO2, Ce2O3, şi oxid de actinide seria AnO2, O = Th... Es.

Simularea materiale chimice, cu detalii de la IBM: De la biofizica la aplicaţii high-tech

Glenn Martyna
Divizia fizice Ştiinţă
IBM TJ Watson Research Center

Scopul studiilor de simulare este de a oferi o perspectivă asupra sistemelor de important de interes ştiinţific şi tehnic. Astăzi, appoaching aceste sisteme implica tratarea interfeţele cu precizie complexe eterogene. Modelarea nanostructurilor este revizuită cu aplicaţie la problemele in inginerie, fizica, si biochimie. În special, studiile de înregistrare magnetic perpendicular, domeniul tranzistori buckytube intrării în vigoare, amintiri schimbare de fază şi proprietăţile sistemelor biometic sunt discutate împreună cu algoritmi romanul paralel şi fizicii matematice care stau la baza calculelor.

Electron Corelarea şi Corectările nucleare Propunerea de
Ground-de stat de energie de Heliu ionilor Isoelectronic, de la Li la Kr

RL Pavlov, a, b J. Maruani, b AI Mihailov, c Cap. J. Velchev, a şi M. Dimitrova-o Ivanovich
un Institut de Cercetări Nucleare şi al energiei nucleare, Academia Bulgară de Ştiinţe, 72 Tsarigradsko Chaussee, 1784 Sofia, Bulgaria
b Laboratoire de Chimie Fizic, CNRS si UPMC, 11 Rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris, Franţa
c Institutul de Fizica Corpului Solid, Academia Bulgară de Ştiinţe,
72 Tsarigradsko Chaussee, 1784 Sofia, Bulgaria

Energiile nerelativiste pentru starea sol a ionilor de heliu isoelectronic pentru Z = 3-54 sunt calculate. Calculele sunt efectuate folosind wavefunctions corelate în mod explicit de un tip generalizat Hylleraas. Procedura de variationale utilizată permite rezolvarea celor două electroni ecuaţia Schrödinger, cu un număr practic nelimitat de parametri pentru wavefunctions proces extins de produse competenţelor pozitiv al coordonatelor Hylleraas. O optimizare neconvenţionale procedură, care implică de programare neliniare, se aplică. Contribuţia diferiţi termeni este evaluat, inclusiv masa de finite nucleare şi "polarizarea" corecţii. Rezultatele noastre sunt comparate cu alte rezultate teoretice. Combinată cu energii noncorrelated relativistă, acestea duc la un acord bun cu datele experimentale disponibile.

FIGURA
Importanţa relativă a diferitelor corecţii la energiile ionizarea El a ionilor isoelectronic.

Tabel
O puţine rezultate măsurat şi calculat folosind procedura noastră.

IP / au 6C4+ 7N5+ 8O6+ 9F7++ 10Ne8 11Na9++ 12Mg10 13Al11++ 14Si12
Domeniul de. 14,4087 20,2878 27,1688 35,0530 43,9522 54,0919 64,7401 76,7590 ******
Comp. 14,4088 20,2877 27,1692 35,0545 43,9443 53,8404 64,7439 76,6568 89,5805

Nano-scara Modelarea Straturi Catalyst pentru pilele de combustie PEM

Tetsuya Mashio, 1 Kourosh Malek, 2 Atsushi Ohma, 1 Kouichi Yamaguchi, 1 şi Kazuhiko Shinohara1
1Fuel de laborator Cell, Nissan Centrul de Cercetare, Nissan Motor Co, Ltd., Japonia

2National Research Council Canada, Institutul pentru Inovare pilelor de combustie, Canada

Polimer electrolit membrană (PEM), celule de combustibil sunt o sursă de alimentare foarte promitatoare pentru utilizarea la automobile. Aspecte semnificative care trebuie abordate în scopul de a comercializa vehicule cu pila de combustie (FCVs) includ reducerea costurilor şi îmbunătăţirea densitate de putere. Pt particule în straturi catalizator (CLS) nu ar putea fi utilizate în mod corespunzător, datorită structurilor aleatorie a fiecărei componente, cum ar fi particulele Pt, ionomer, şi particule de carbon în CLS şi non-uniforme repartizării reactanţi şi ratele de reacţie în timpul unei operaţiuni de celule de combustibil. Prin urmare, optimizarea structurilor, ca urmare a înţelegerii mecanismului de formare a trei limita de fază şi de transport de masă în nivel molecular este de aşteptat să fie o soluţie la aceste probleme.
Structura CLS cu cântarul diferite a fost clarificată pe baza rezultatelor ex-situ de măsurare. Parametri importanţi în scară nano au fost discutate pe baza de intuitii de la modelul simplu folosind o metoda elementului finit. Morfologia proprietăţilor ionomer şi transportul de apă şi ioni hydronium în vecinătatea unei foi de carbon grafitate au fost analizate prin simulări moleculara dinamica, în condiţiile neutre / neacoperite. Impactul grupe funcţionale a fost investigat, în condiţiile încărcat, iar efectul a structurii poroase de carbon a fost, de asemenea, discutate.

Anti-Hermitian o parte a ecuatiei Schrodinger contractate pentru
Calculul directă a doi electroni reduse Matrice Densitate

David A. Mazziotti
Catedra de Chimie şi Institutul James Franck, Universitatea din Chicago, Statele Unite ale Americii

Două-electron matrici densitate redusă (2-RDMS-uri) au fost recent în mod direct calculat prin rezolvarea anti-Hermitian contractate ecuaţia lui Schrödinger (ACSE) pentru a obţine 95-100% din energia corelaţie sol-stare de atomi şi molecule cu precizie în creştere cu dimensiunea de baza set-un electron [1-7]. În această prelegere, vom discuta despre ACSE şi compararea acesteia cu ecuaţia Schrodinger contractate (CSE), în ceea ce priveşte reconstrucţia cumulant RDMS-uri, rolul teorema Nakatsuji lui, şi structura de undă [3]. The ACSE poate trata atat single-şi multi-efecte de corespondenţă de referinţă [6]. Cererile care vor fi discutate include suprafeţele potenţialului energetic al HF, H2O, şi C2, izomerii trans ai CSI şi-HO3 [7], şi reacţia bicylobutane pentru a forma 1,3-butadienă. Computerizata 2-RDMS foarte strâns satisface cunoscut N-representability condiţii.

[1] DA Mazziotti, Fiz. Rev lit. 97, 143002 (2006).
[2] DA Mazziotti în Two-electron-densitate redusă Matrix-Mecanica cu Cerere de mulţi atomi si molecule de electroni, editat de DA Mazziotti, Advances in Chimie Fizica voi. 134 (John Wiley & Sons, New York, 2007), p. 331.
[3] DA Mazziotti, Fiz. Rev A 75, 022505 (2007).
[4] DA Mazziotti, J. Chem. Fiz. 126, 184101 (2007).
[5] C. Valdemoro, LM Tel, DR Alcoba, şi E. Perez-Romero, Theor. Chim. Acc. 118, 503509 (2007).
[6] DA Mazziotti, Fiz. Rev A 76, 052502 (2007).
[7] DA Mazziotti, J. Phys. Chim. A 111, 12635 (2007).

Transport electron în monostraturi moleculară între conductorilor metalici

Richard L. McCreery, Adam Bergren, Sergio Jimenez, Andrew Bonifas,
Haijun Yan

Universitatea din Alberta
Institutul National de Nanotehnologie
Ohio State University

Ideea de a folosi în calitate de componente molecule în circuitele electronice are atât potenţialul şi provocări enorme enorm. Este posibil ca circuitele moleculare vor spori pe baza de siliciu microelectronica, randament mai rapid, mai dens, mai ieftin şi dispozitive electronice, cu noi funcţii, eventual, nu este posibil, cu semiconductori convenţionale. Abordarea noastră a problemei se bazează pe un strat de molecule orientate covalent între un substrat desfăşurarea şi un top metalic contact1-4. Noi folosim spectroscopie Raman si UV-Vis pentru a sonda structura moleculelor în intersecţii vii moleculare, în care moleculele sunt supuse la câmpuri electrice neobişnuit de mare (de exemplu, 107 V / cm) 5-8. Comportamentul de molecule în calitate de componente de circuit este puternic dependentă de temperatură, structura moleculara si lipirea date de contact, si este posibil pentru a monitoriza schimbarile chimice în intersecţii moleculară în timpul funcţionării. Accentul de prezentare este privind transportul de electroni din carbon / molecula / cupru intersecţii electronice, în special factorii care controlează caracteristicile de curent / tensiune a dispozitivelor.

(1) McCreery, RL, Viswanathan, U.; Kalakodimi, RP, Nowak, AM; carbon / molecula / metal intersecţii moleculară electronice: importanţa "contacte"; Deliberări Faraday 2006, 131, 33.
(2) McCreery, R.; Wu, J.; Kalakodimi, RJ; Electron transport şi Reacţiile redox în pe bază de carbon Intersecţii moleculară electronice; Fiz. Chim. Chim. Fizica. 2006, 8, 2572.
(3) McGovern, WR, Anariba, F.; McCreery, R.; Importanţa de oxizi de emisii de carbon / molecula / metal joncţiuni moleculară cu date de contact de top de titan şi cupru; J. Electrochem Soc 2005, 152, E176.
(4) Anariba, F.; Steach, J.; McCreery, R., efectele puternice ale structurii moleculare pentru transport Electronul in carbon / molecula / cupru Intersecţii electronice; J. Phys. Chem B 2005, 109, 11163.
(5) Nowak, A.; McCreery, R.; in-situ spectroscopie Raman de părtinire-induse de schimbări structurale în Nitroazobenzene Moleculară Electronic Intersecţii; J. Am. Chim. Soc. 2004, 126 16621.
(6) Kalakodimi, RP, Nowak, A.; McCreery, RL; Carbon / Molecule / Metal şi Carbon / Molecule / metal oxid moleculară electronice Intersecţii; Chem. Mater. 2005, 17, 4939.
(7) McCreery, RL; provocări analitică în domeniul electronicii moleculare; Chimie Analitică 2006, 78, 3490.
(8) Bonifas, AP; McCreery, RL; in-situ Spectroscopie de absorbţie optică a straturilor de carbon moleculară în dispozitive bazate pe moleculară electronice; Chem. Mater. 2008, 20, 3849.

Coliziunile la rece a OH cu El

Edmund Meyer, Manuel Lara şi John Bohn
JILA, NIST şi Deptartment de Fizica, Universitatea din Colorado, Boulder

De răcire molecule polare este următorul mare pas în realizarea de control ale lumii microscopice. Structura bogat de molecule diatomice, în comparaţie cu atomii, prezintă un nou nivel de dificultate în atingerea o astfel de feat. Posibilitate de stat de schimbare a coliziunilor pot fi destul de mare, datorită nuanţe mici, în structura moleculei. Cele mai multe studii pana in prezent se concentreze pe coliziuni rece (interval mK), între El şi moleculelor în simetriile Σ, adică zero, electronice momentului cinetic orbital în jurul axei internuclear. Interesul pentru El se datorează la dezvoltarea şi succesul de răcire tampon de gaz. Intelegerea noastra a transferului de energie in ciocniri rece va fi extins prin luarea în considerare molecule în alte simetrii. În acest sens, considerăm coliziuni rece o molecula in simetrie Π, ceea ce înseamnă o unitate de electronice momentului cinetic orbital. Modul în care energia este amestecat în acest tip de molecule este funadamentally diferit decât studiile anterioare ca urmare a schimbărilor în cazul Hund de la (b) la litera (a). Va prezentam calculele primul coliziuni la rece a El cu molecule diatomice in simetrii Π. Ne concentrăm în primul rând pe coliziunile dintre El şi OH, care este o molecula de mare interes pentru ambele grupuri experimentale si teoretice care lucrează în domeniul de coliziuni rece de molecule.

Rezoluţia spontane Încălcarea Paritatea - Ar putea fi observabile?

Mojmir Kývala, Jakub Chalupský, Zdeněk Havlas şi Josef Michl
Institutul de Chimie Organica si Biochimie, Academia de Ştiinţe a Republicii Cehe, Flemingovo náměstí 2, 16610 Prague 6, Republica Cehă

Încă de la începuturile stereochimia în a doua jumătate a secolului al 19-lea, chimiştii au fost ferm convins că la echilibru doi enantiomeri (molecule imagine în oglindă), sunt prezente într-o exact de aspect 1:1. Timp de jumătate de secol, fizicienii au cunoscut faptul că această credinţă este incorect, din cauza unei mici încălcarea paritate la termen în Hamiltonianul. Cu toate acestea, calculele sugerează că abaterea de la anticipate exact energetic echivalenţa este mult prea mică pentru a fi detectate, şi că, pentru toate scopurile practice credinţa chimisti "este corectă. Încercările de a detecta consecinţele moleculare de încălcare paritate-au concentrat pe molecula mica spectroscopie, nu pe abaterilor de la un raport de 1:1 la echilibru (rezoluţia spontan). Ei nu au reuşit încă să cunostintele noastre, dar succesul în viitorul apropiat pare posibil.

Am pus o întrebare legată, dar diferite: nu s-ar putea să existe unele structuri moleculare, poate destul de complicat, pentru care efectul de încălcare paritate ar fi suficient de mare pentru rezoluţie spontane să fie observabilă de instrumente chimistii "obişnuite, cum ar fi măsurarea optice activitate în funcţie de temperatura? În acest scop ne-am transformat de obicei aproximative non-relativiste expresie pentru energia violarea parităţii într-un model foarte simplu, care oferă o imagine de calitate, precum şi a analizat condiţiile în care un termen relativ mare încălcare paritate ar fi de aşteptat. Ghidându-se după rezultatele, am efectuat două componente calcule relativiste pentru candidaţii selectaţi şi găsit unele pentru care diferenţa de energie între enantiomeri este de ordinul a microjoules / mol. Aceasta este o diferenţă mică de energie, dar este câteva ordine de mărime mai mare decât orice calculate anterior pentru molecule chiral care au fost alese mai mult sau mai puţin aleatoriu. Se pare posibil ca efortul nostru se va duce în cele din urmă in predictie a structurilor moleculare pentru care este spontană rezoluţia va fi efectiv observabile de instrumentele de astăzi.

Model pentru simularea dinamica cuplate electronice şi nucleare în lichide

Thomas F. Miller, III
Arthur Amos Noyes Laboratorul de Chimie Fizica, California Institute of Technology, Statele Unite ale Americii

Ne descrie eforturile noastre recente de a simula dinamica cuplate de electroni şi nuclee în faza de condensat. Inelul polimer dinamica moleculara (RPMD) model este utilizat pentru a simula difuzarea unui electron în exces supercritic heliu într-un interval de densitate fluid. Precizia modelului RPMD este testat împotriva Statistica de cale numeric exacta integrantă, prin utilizarea unor tehnici analitice continuare. La densitatea lichidului se apropie de cele tipice de lichide, modelul RPMD oferă o descriere precisă pentru dinamica rapida, extrem de cuantică a electronului în exces. In acest regim în cazul în care dinamica a electronului este puternic cuplat la dinamica atomilor din lichid, traiectorii care pot dezvalui difuziv mişcare a electronului trebuie să fie lungi în comparaţie cu βh-.

Utilizarea Reprezentarea valoarea iniţială a teoriei semiclasice de a adauga efecte cuantice pentru clasic Simulatoare moleculară Dynamics

William H. Miller
Catedra de Chimie
Universitatea din California
Berkeley, CA 94707
USA

Semiclasice (SC), teoria oferă o descriere bună a tuturor efectelor cuantice, în esenţă (interferenţă / coerenţă, procese de tunelare şi alte clasic interzise, efectele simetrie de particule identice, de cuantificare delimitate de mişcare, etc), în dinamică moleculară; acest lucru a fost mult timp apreciată şi validate de către mai multe aplicaţii la sistemele de mici moleculare [cf.. Adv. Chim. Fiz. 25, 69 - 177 (1974)]. Deoarece SC teorie este construit pe traiectorii clasice de sistem dinamic, aceasta ar trebui, în principiu, să fie posibil să-l utilizaţi, de asemenea, pentru a adăuga efecte cuantice clasica simulari moleculare dinamica sistemelor moleculare complexe (de exemplu, cele cu multe grade de libertate), de exemplu, reacţii chimice în soluţie, în grupuri, în bio-moleculare sau orice mediu complex. Punerea în aplicare în practică a teoriei SC pentru sistemele cu mai multe grade de libertate se bazează pe diferite reprezentari valoarea iniţială (IVRs), care au suferit recent o re-naştere de interes în această privinţă. Această convorbire clienţi ideea de bază a abordării SC-IVR şi descrie o varietate de aplicaţii recente, care au fost realizate folosindu-l. Pentru unele prezentări generale recente, a se vedea Proc. Nat. Acad. Sci. 102, 6660-6664 (2005) şi J. Chem. Fiz. 125, 132305.1-8 (2006).

Quantum Manipularea de stat cu pulsuri laser ultra-scurte

Valery Milner
Departamentul de Chimie şi de laborator pentru Advanced spectroscopie şi Cercetării Imaging (LASIR), Universitatea din British Columbia, Canada

De transfer rapid şi eficient de atomi şi molecule de la o stare cuantică la altul este importantă în multe domenii ale ştiinţei.
Chimie de înaltă rezoluţie spectroscopie, metrologie, de calcul cuantice şi de stat-selective (pentru a numi doar câteva exemple), se bazează toate pe capacitatea de a pregăti sistemul de interes într-o stare ţintă bine definit, în timp ce tolerarea zgomotului instrumentale, de-coerenţă, precum şi alte imperfectiuni ale mediului. În această convorbire, voi descrie progresele noastre recente în atingerea acestui obiectiv cu lasere ultrarapizi. Voi arăta cum prin potrivirea forma temporală a unui puls laser pentru a dinamica unui sistem, se poate efectua excitaţie rapid si robust al suprapunerii coerente dorit de state pe o scară de timp femtosecond.

Multi-Step Modelarea Polyoxometalates gigant:
Structura şi Dinamica (H2O) 100 Cluster apă Encapsulated

Pere Miró, 1 Tamoghna Mitra, 2 Adrian-Raul Tomsa, 2 Alice Merca, 2 Hartmut Bögge, 2 Achim Müller, 2 Josep Bonet Ávalos, 3 Josep Maria Poblet, 4 şi Carles BO1, 4
1Institute de cercetare chimică a Cataloniei (ICIQ), Tarragona (Spania)
2Faculty Chimie, Universitatea din Bielefeld, Bielefeld (Germania)
3Department de Inginerie Chimica, ETSEQ, Universitatea Rovira i Virgili, Tarragona (Spania)
4Department de Chimie Anorganică şi activitatea fizică, la Universitatea Rovira i Virgili, Tarragona (Spania)

În ultimul deceniu, chimia polyoxometalates (poms) a permis tot mai mare de impresionante structuri noi gigant precum cele raportate de către Müller şi colaboratorii [1]. O caracteristică remarcabilă a acestor nanocapsules este faptul că moleculele de apă incapsulata arată o structură extrem de ordonată multistrat. De exemplu, (H2O) 100 cluster în [(Mo {Mo5} {o21 H2O} 6) 12 (Mo2O4SO4) 30] 72 - caracterizată prin X-ray prezinta trei straturi, care corespund la două dodecaedru şi un distorsionat rhombicosidodecahedron [2.] Vom arăta în această comunicare cât de simetrie mare (Ih) din aceste capsule permis determinarea structurilor lor electronice prin mijloace de DFT bazate pe metode şi parametri care rezultă că au fost apoi utilizate pentru a efectua simulări moleculare clasice dinamica. În urma experienţei noastre anterioare cu sisteme mai mici, [3], nanocapsule menţionate mai sus şi noi [(Mo {Mo5} {o21 H2O} 6) 12 (Mo2O4HCO2) 30] 42 - au fost studiate. Simulările noastre reproduce aceeaşi structură multistrat asa cum se vede experimental, şi dezvăluie, de asemenea, comportamentul dinamic al acestor grupuri de apă.

[1] Müller, A.; Shah, SQN; Bögge, H.; Schmidtmann, M. Natura 1999, 397 (6714), 48-50.
[2] Müller, A.; Krickemeyer, E.; Bögge, H.; Schmidtmann, M.; Roy, S.; Berkle, A. Angew. Chim. Int. Ed 2002, 41, 3604
[3] López, X.; Nieto-Draghi, C.; Bo, C.; Bonet Avalos, J., Poblet, JMJ Fiz. Chim. Un 2005, 109, 1216. Leroy, F.; Miró, P.; Poblet, JM, Bonet Avalos, J., Bo, CJ Fiz. Chim. B 2008, în presă.

Geometria funcţii de undă pentru sisteme cuantice: structuri nodale şi multe-corp efecte

Lubos Mitas *
North Carolina State University

For fermioni în spaţiu continuu fixe-nodul de difuzie Monte Carlo metode s-au dovedit a fi foarte de succes pentru multe practice, la scară largă a sistemelor de calcule reale sau model. Obstacol major pentru îmbunătăţirea rămase la apropierea fix-nod este precizie şi cunoştinţele noastre limitate a ganglionilor de funcţii proces fermionic. Nodurile fermion multor corp wavefunctions sunt foarte dificil de a îmbunătăţi şi multe dintre proprietatile lor, inclusiv de celule ganglionare topologii şi forme exacte, au fost enigmatice sau nu în mod clar înţeles. We dovedi în mod explicit că pentru d> 1, nedegenerat fermionic sol state au numărul minim de două celule nodal pentru orice tip de sistem, în condiţii destul de general. Pentru sistemele cu interacţiuni dovada se bazează pe explorarea proprietăţile wavefunctions BCS. Proprietatea Acelaşi lucru este demonstrat de matrici densitate de temperatură în d> 1. Aceste dovezi au inspirat caută wavefunctions studiu care demonstra că posedă corect nodal topologii. În acest scop, ne-am propus şi testat wavefunctions pfaffian cu atât singlet and orbite triplet asocierea într-un singur formular si simplu la evaluarea ca o modalitate eficientă de a capta corect proprietăţile topologice. Rezultatele recente şi progresele înregistrate în această direcţie vor fi discutate.

* În colaborare cu M. Bajdich, Schmidt KE, Kolorenc J., Hu S. şi K. Rasch.

Destabilizate de magneziu pe bază de aluminiu Thin Films ca sisteme model pentru stocarea hidrogenului

David Mitlin *, Chris T. Harrower *, Julian Haagsma *, Colin Ophus *, Babak Shalchi *, Mohsen Danaie *, Mouna Saoudi **, Helmut Fritzsche **
* Chimică şi Ingineria Materialelor, Universitatea din Alberta, Edmonton AB, Canada
si
NRC Institutul National de Nanotehnologie, Edmonton AB, Canada

** Consiliul Naţional de Cercetare Canada, SIMS, canadian Neutron Beam de fitness, River Laboratories Creta, Creta River ON, Canada

Cheia pentru realizarea de 100 ° C - gama de hidrogen sorbţie este de a avea termodinamicii favorabile, adică o energie pe bază de hidrogen cu caracter obligatoriu din apropierea oraşului 30 kJ / mol. Magneziu metalice dispune de suficiente gravimetrice şi sorbţie volumetrice capacitate, dar are termodinamica nefavorabile (-77 kJ / mol α-MgH2 energie formare) şi cinetica săraci. In aceasta prezentare voi discuta metodologia noastre generale pentru tuning termodinamica sorbţiei hidrogen de magneziu, printr-un design din aliaj. Folosim o abordare filme subtiri pentru a crea o serie de destabilizat de magneziu pe bază de aliaje şi de însoţire straturi catalitice. Filme subtiri fac ideale pentru "model", sisteme care pot fi folosite pentru screening-ul corect şi rapid o varietate de formule matrice şi catalizator. Din cauza distanţelor mici de difuzie, filme permite, de asemenea, pentru o mai bună separare a termodinamicii sistemului de cinetica. Filmele sintetizate au fost testate mai multe volumetric prin adsorbţie-desorbţie cicluri. Microstructurilor s-au caracterizat prin reflectometrie neutroni si difractie de raze X. Vom arăta că magneziu aliere cu elemente de lumina care au interacţiune pe bază de hidrogen slabe, cum ar fi aluminiul, este o metodă foarte eficientă pentru scăderea temperaturii sorbţiei la aproape înconjurător. La anumite compoziţii, adăugarea de aluminiu promovează de înaltă presiune-γ-MgH2 fază în detrimentul echilibrului α-MgH2. La alte compoziţii, microstructura absorbită este un compozit de α-MgH2 amestecate cu α-AlH3. De asemenea, demonstrează că nu există temperatura critica de mai sus care capacele de paladiu catalizator nu sunt stabile, reacţionează cu materialul de bază şi pierde eficacitatea lor. În plus, va exista o discutie de prelucrare şi cinetica sorbţie a MgH2 - catalizator metalic - nanotub de carbon (CNT) compozite praf, şi a TEM caracterizarea directă a MgH2 albit.

Pe Originea trans - influenţa în Piaţa Planar D8-complexe. Un studiu teoretic

Mariusz Mitoraj, Hongjuan 1,2 Zhu2 Artur Michalak1 şi Tom Ziegler2
1Department de Chimie teoretică, Facultatea de Chimie, Universitatea Jagiellonian, R. Ingardena 3, 30-060 Cracovia, Polonia

2Department de Chimie, Universitatea din Calgary,
2500 Universitatea Dr. NW, Calgary, Alberta Canada

Influenţa trans liganzilor T în trans-[Ni (Cl) 2NH3T] n complexe cu T-B = (Me) 2 -, H-, CP-, CH2CH3-, CN-, HCC-, Cl-, F-pentru n =- 1 şi T = PF3, PH3, P (CH3) 3, pentru CO în cazul n = 0 a fost analizat cu ajutorul de stat de tranziţie Extended (ETS), sistem de energie descompunere, precum si la Orbitele naturale pentru industria chimică Valence (NOCV) metoda.

Obligaţiuni TCl2Ni-NH3 este alcătuit din interacţiunea dintre bonding gol sigma-Ni acceptor orbitale pe [TCl2Ni] n fragment şi donator sigma-NH3 orbitale. Orbital sigma-Ni este la rândul său, o combinaţie out-of-faza dintre dz2 pe metal si o ocupat Sigma-T orbitale: sigma-Ni = dz2-C1 * sigma-T. Sa demonstrat că influenţa trans este legată de contribuţia (C1) pentru a sigma-Ni de la Sigma-T. Astfel, mai mici C1 contribuţia la sigma-Ni se suprapun cu atât mai mare şi mai puternic TCl2Ni-NH3 obligaţiuni. Contribuţia C1 este la rândul său legat de energia ε orbitale (Sigma-T) de T. Astfel, ε inferior (Sigma-T) este, mai mică este C1. Există astfel o relaţie inversă între influenţa trans ai un T ligand and electronegativitatea sale.

Metode teoretice pentru a studia efectul transferului de electroni

Yirong Mo
Departamentul de Chimie, Universitatea Western Michigan, Kalamazoo, MI 49008, Statele Unite ale Americii

Electron de transfer (ET) procese joaca un rol fundamental în toate reacţiile chimice şi biochimice. În special, calitativ Marcus-Hush două state, modelul a fost folosite pe scară largă pentru a studia procesele de ET. Cu toate acestea, rămâne o provocare de a dezvolta metode teoretice solide pentru a obţine profilele Energiei al Statelor diabatic la nivel ab initio si se coreleaza cu rata de ET cantităţi fizice, cum ar fi elementul de cuplare electronice şi energiile reorganizare. Deoarece populare molecular orbital (MO), teoria nu se poate obţine undă pentru un stat diabatic auto-constant datorită naturii delocalizare sale, ne-am propus o variantă eficientă a ab initio de valenţă de obligaţiuni (VB) teorie, numita bloc-localizate funcţia de undă (BLW) metodă care ia avantajele ambelor MO şi teoriile VB. Cel mai recent, am extins metoda BLW la nivelul DFT şi a implementat-o in mecanica cuantica GAMESS software-ul. Metoda BLW poate fi folosit pentru a studia delocalizarea de electroni intramoleculare (de exemplu, sau aromaticity hyperconjugation in etan), precum şi efectele intermoleculare transfer de electroni (de exemplu, descompunerile de energie în termeni de polarizare electrostatice, şi efectele transferului de sarcina). Bazat pe metoda BLW, noi va propunem în continuare o metodă de a două state pentru a investiga procesele de transfer de electroni in fazele gazoase şi condensat. Comparaţie între BLW bazate pe două state, metoda şi calitativă alte două state, modele vor fi prezentate şi exemple vor fi furnizate pentru a ilustra potenţialul şi aplicabilitatea noului două state metodă, care pot fi utilizate pentru a stabili corelaţia a electronului de transfer de eficienţă cu donatorul / acceptor şi grupuri de pod şi efectul mass-media pentru DBA complexe, şi de a explora relatiile de structura-proprietate non-linear materiale optice.

Referinţe...
1) Mo, Y., Song, L., Lin, Y., "Blocul-localizate undă (BLW), metoda la densitate funcţională teorie (DFT) nivel", J. Phys. Chim. A, 111 (34), 8291 - 8301 (2007). (Element articolul Cover)
2) Mo, Y., "Un model două state, bazată pe bloc-localizate undă (BLW) metoda", J. Chem. Phys, 126., 224104 (2007).
3) Mo, Y., Gao, J., "analiza teoretica a barierei de rotaţie a etanului", Acc. Chim. Res, 40. (2), 113-119 (2007).
4) Song, L.; Lin, Y., Liu, M.; Cao, Z.; Wu, W., Mo, Y., "Studiu teoretic al conductivitatea interchain în poli (p-fenilen)", în curs de pregătire.

Investigarea spectroscopica belşug de hidrogen molecular (H2).

Takamasa Momose
Catedra de Chimie şi Departamentul de Fizică şi Astronomie, Universitatea din British Columbia, Vancouver, Canada.

Grupuri cuantice din hidrogen molecular au fost atrase de o mare atenţie, atât teoretic şi experimental, din cauza fazei sale superfluid posibil. Parahydrogen a fost prezis să se supună condensat Bose-Einstein (BEC), precum şi pentru a expune o fază de superfluid de mai jos 4 K, dar nu a fost observat încă din cauza măsurii de îngheţare a sistemelor pe bază de hidrogen în vrac la 13.8K. Clusterele din hidrogen molecular sunt foarte atrăgătoare sistem pentru observarea fazei superfluid posibile din hidrogen molecular, deoarece clusterele sunt cunoscute pentru a expune temperatura semnificativ mai mici decat sistemele de congelare în vrac lor. Aici, am raport investigaţia noastră recentă de mare (N = 100 - 100.000) grupurile de hidrogen la temperaturi foarte scăzute (0,4 K), folosind spectroscopia superfluid El a picăturii. Laser induse de fluorescenta (LIF) de molecule sondă dopat şi de aceste grupuri pe bază de hidrogen au aratat dovezi clare de non-rigiditate de grupuri pe bază de hidrogen la 0,4 K. Spectrele de observat a arătat dependenţa clare cu privire la mărimea clusterului, precum şi cu privire la concentrarea orto-para de molecule de hidrogen. Am examinat, de asemenea, proprietatea de grupuri mari de hidrogen la 4 K create de extinderea de gaz rece, pe bază de hidrogen comprimat în vid. Vom discuta despre proprietatile de clustere pe bază de hidrogen mari şi faza posibila superfluid din hidrogen molecular pe baza spectrelor noastre observate. Studiu recent teoretică a sperfluidity moleculare vor fi, de asemenea, revizuite.

Vaporizare-Schimb Modelarea de transport pe apă prin Nafion

Charles Monroe, 1 Tatiana Romero, 2 Walter Mérida, 2 şi Michael Eikerling1
1 Departamentul de Chimie, Universitatea Simon Fraser, Canada

2 Departamentul de Inginerie Mecanică, Universitatea din British Columbia, Canada

1,2 Centrul Naţional de Cercetare Canada Institutul de Inovare pilelor de combustie (NRC-FCI), Canada

Înţelegerea de transport pe apă prin membrane ionomer este larg recunoscută ca un factor critic în proiectarea sau optimizarea de celule de combustibil polimer electrolit. Rata de transport apă prin Ionometre parţial hidratat poate fi determinată prin procese interfaciale, cum ar fi de evaporare / condensare sau adsorbţie, precum şi procese în vrac, cum ar fi difuzarea sau de percolare. Un model este aplicat la experimente care implică sorbţie dale ionomer cu o fata contactând apă stagnantă sau apă vapori saturaţi şi faţa opusă expus la un gaz care curge bine amestecat. Parametrii de transport care descriu procesele de separatie şi în vrac sunt cuantificate separat, prin examinarea modului în care fluxul total de apă depinde de debitul de gaz şi grosimea membranei. Pentru membrane Nafion practice, care de obicei au grosimi de 100 uM sau mai puţin, tarifele de transport, apă se dovedesc a fi limitat de vaporizare de schimb de cinetică între ionomer şi fazele adiacente de gaze, mai degrabă decât prin difuziune în vrac sau de percolare.

Darboux transforma pentru ecuatii spaţial Schrödinger dependentă de masă:

Potenţialele Isospectral pentru modelul free-particule potenţial.

J. Morales 1, G. Ovando 1,2, JJ Peña1 şi G. Ares de Parga2.
1Universidad Autónoma Metropolitana - Azc, Departamento de CB-Spaţiul de FAMA, Av.. San Pablo 180, Reynosa Azcapotzalco, 02200 México, DF

2Escuela Superior de fisica y Matemáticas, IPN, Unidad Profesional Adolfo López Mateos,
Zacatenco, Edificio 9, 07738 México, DF

Propoziţia Darboux se bazează pe proprietăţile covarianţa de ecuatii diferentiale ordinare si cu privire la o transformare ecartament, în cazul special al relaţiei Sturm-Liouville. În această lucrare, una-dimensional ecuaţia Schrödinger, cu o masă poziţie-dependent (SEPDM) este redus, printr-o abordare transformare canonic, într-o ecuaţie Schrödinger-ca, cu o masă independent de poziţie (SLEPIM) pentru un potenţial eficiente, care include spaţial dependentă de masă. Astfel, profitând de pe similitudinea dintre SLEPIM şi ecuaţia Sturm-Liouville diferenţial se propune aplicarea Darboux transforma la problema SEPDM în scopul de a găsi potenţialele partenere isospectral. În mod explicit, ca exemplu util, se consideră că este cazul special al modelului particule libere de potenţial ca potential fostul SEPDM, ceea ce duce la o ecuaţie Riccati pentru echivalentul a W Witten (u) superpotential. În acest caz, alegerea unui ansatz pentru W (u) conduce la parteneri diferiţi isospectral, care îndeplinesc SEPDM pentru distribuţiile specifice mass-dependente de poziţie, cum ar fi are loc cu armonice de tip potenţial isospectral pentru m (x) = 1 / (2 (αx2+1) 1 / 2). Dincolo de aplicaţiile luată în considerare în această lucrare ca exemple, propunerea este generală şi poate fi utilizat direct în căutarea celor SEPDM exact rezolvabile şi partenerii lor isospectral care ar putea fi utilă în tratamentul chimic cuantice de studii materiei condensate.

Procesul de creştere a nanotuburilor de carbon cu un singur perete de la Cluster Metal:
Densitate funcţională Tight-obligatorii moleculară Dynamics Simulare

Yasuhito Ohta, 1 Yoshiko Okamoto, 1 Stephan Irle2 şi Keiji Morokuma 1
1Fukui Institutul de Chimie Fundamentale, Universitatea de la Kyoto, Kyoto 606-8103, Japonia
2Institute pentru cercetare avansată şi Departamentul de Chimie, Universitatea Nagoya, Nagoya 464-8602, Japonia

Autorii executate anterior chimice cuantice moleculare dinamica (QM / MD), simulari pe baza obligatoriu densitatea strâmt funcţională (DFTB) metoda şi a propus "scădere fierbinte gigant Fulerena" mecanism de formare a fullerene de la grupuri mici de carbon [1]. Această metodă ne-a permis să studieze procesele de neechilibru care implică ruperea de obligaţiuni şi formarea multor corp sisteme moleculare. Ei au realizat, de asemenea, QM / MD studiu cu privire la mecanismul de creştere nanotub de carbon de la suprafata carbură de siliciu [2]. Tehnici sintetice din productia de masa a nanotuburilor de carbon cu pereti unice (SWNTs) au făcut progrese semnificative de la descoperirea lor în 1993. Metale de tranziţie, cum ar fi Fe, Co, Ni, Mo, Y joacă un rol esenţial ca şi catalizatori pentru sinteza SWNT. Cu toate acestea, mecanismul pentru procesul de creştere a SWNTs rămâne încă neclar. În studiul de faţă [3], am investigat procesul de creştere a SWNTs folosind metoda dinamicii moleculare DFTB. O nanotuburi de tip deschis a fost anexat la grupuri de metal de tranziţie, care sunt compuse din atomi de Fe, şi atomi de carbon au fost bombardate in continuu în jurul valorii de graniţa dintre nanotub si atomi de metal. Am observat o crestere eficienta a nanotub anexat. Introducerea electronică a temperaturii pentru a ţine seama de degenerare multiplu de metal de tranziţie orbitali d a fost o cheie a succesului. Vom explora etapele esenţiale ale procesului de creştere prin schimbarea dimensiunea grupurilor de metal, densitatea de molecule intermediari de sinteză, şi de temperatură.

[1] S. Irle, G. Zheng, Z. Wang, şi K. Morokuma, J. Phys. Chim. B, 2006, 110, 14531-14545.
[2] Z. Wang, S. Irle, G. Zheng, M. Kusunoki, şi K. Morokuma, J. Phys. Chim. C, 2007, 111, 12960-12972.
[3] Y. Ohta, Y. Okamoto, S. Irle, şi K. Morokuma, ACS Nano, in presa.

Prima Principiile evaluarea parametrilor Coulomb şi schimburi pentru DFT+ U Calculele

Nick J. Mosey, 1 Peilin Liao, 2 şi 3 Emily A. Carter
1 Departamentul de Chimie, Universitatea Queens, Kingston, Ontario, Canada

2 Departamentul de Chimie, Universitatea Princeton, Princeton, New Jersey

3 Catedra de mecanica si inginerie aerospatiala si Programul în Matematică Aplicată şi Computaţională, Princeton University, Princeton, New Jersey

Materiale puternic corelate electron-se caracterizează prin prezenţa d-umplută parţial sau coji f aproape de nivelul Fermi. Electronii din aceste state sunt în mod inerent localizate, conducând la un grad ridicat de corelare dintre propuneri lor. Aceasta ingusteaza lăţimi de bandă asociate, provocând materialul care urmează să fie un izolator si inducerea o întreagă serie de proprietati interesante electronice şi magnetice. Calcule DFT caracteriza în mod incorect aceste materiale ar fi metalele sau mici, diferenţa de izolatori. Această eroare poate fi urmărită la mare de auto-interacţiune erori pentru electroni localizate. DFT+ U metodă încearcă să corecteze această eroare prin aplicarea unei parametrizat Hartree-Fock-cum ar fi potenţialul de a statelor localizate. Parametrii care intră în acest potenţial să corespundă Coulomb (U) şi de schimb (J) interacţiunilor dintre electroni localizate pe acelaşi atom. De obicei, U şi J sunt tratate ca parametrii empirice care sunt apte la datele experimentale, care nu este potrivit pentru calcule de materiale noi. Aici, vom prezenta o abordare de obţinere a acestor parametri în mod direct de la Hartree-Fock calcule. Aplicarea metodei în oxizi de metal de tranziţie demonstrează că randamentele valorile U şi J, care sunt similare cu estimări empirice ale acestor parametri. În plus, valorile calculate ale U şi J prezintă dependenţa adecvată pe proprietăţi diferite (de exemplu, taxa ionice şi de stat spin) ale ionilor de metal de tranziţie.

Tratament relativistă şi QED de interacţiuni cu rază lungă de rezonanţă
între atomi cum ar fi

Wojciech Skomorowski, Tatiana Korona, şi Robert Moszynski
Catedra de Chimie
Universitatea din Varşovia
Pasteura 1
02-093 Varşovia
Polonia

Teoria cu rază lungă de interacţiuni între relativiste atomi identice în sol şi stari excitate este formulat cu un accent deosebit asupra interacţiunilor spin-orbită. Este demonstrat faptul că interacţiunea dintre atomi relativistă rezonanţă cum ar fi, unul în stare 1S la sol şi alte într-o stare 3L excitate, prezinta un R-(2L+1) comportament. Alte contribuţii la potenţialul relativistă rezonant sunt, de asemenea, luate în considerare şi un tratament completă a efectelor retardul Casimir-Polder în lungime de undă lungă-electrodinamicii cuantice formalism este raportat. Rezultatele numerice care să ilustreze aceste evoluţii teoretice sunt prezentate în exemplul de calciu şi molecule biatomice de stronţiu. Precizia rezultatelor este dovedită prin compararea vieti calculate şi măsurate pentru statele electronic excitate a acestor atomi, şi a frecvenţelor calculate şi măsurate de tranziţie în spectrele photoassociation de înaltă rezoluţie. Frecvenţele de tranziţie în regim ultracold, din continuum rovibrational a starii electronice la nivelul cu rază lungă de rovibrational ale statelor electronice excitate corespunzătoare 1S 3 P disociere, şi legat de spin-orbită interacţiuni, reprezintă un test foarte stricte pentru dezvoltările prezent heoretical.

Dezvoltarea unei noi Spin-gratuit Combinatoric Open-shell Cluster cuplate (COS-CC) la teorie la single-CSF de referinţă: Aplicarea într-un stat Doublet

Dipayan Datta and Debashis Mukherjee
Catedra de Chimie Fizică,
şi Centrul de Ştiinţe Raman atomice, moleculare si optice

Indian Asociaţia pentru Cultivarea de ştiinţă
Calcuta 700 032, INDIA.

O voi prezenta în această vorbi un design compact spin-gratuit grupurilor cuplate (CC) teorie pentru simplu deschis-coajă configuraţii, cum ar fi dublete and biradicals, care nu sunt în mod necesar determinanţi unice. Un grup nou Ansatz pentru val-operatorul este introdus, în care operatorii de grup cu valenţă directe scatterings spectator se înlocuieşte cu închise-shell-cum ar fi operatorii de excitaţie single şi duble. Operatorii de grup cu scatterings spectatorul de schimb de valenţă şi pură operatorii de valenţă de excitatie este permis să contractul între ele prin orbite spectator. Elementul de noutate al Ansatz este în alegerea unui factor automorphic adecvat însoţesc fiecare compozite de non-naveta operatorilor, asigurându-se că fiecare astfel de compozit apare o singura data. Acest lucru duce la ecuaţii CC care se termină exact la puterea quartic amplitudinilor cluster pentru termenul "direct" aşa-numita, care aminteşte de teoria CC închis-coajă, şi pana la o putere finită determinată de numărul de scoici deschise pentru " Termenul de normalizare ". Ca o aplicaţie pilot exemplu, eu va afişa rezultate pentru energiile starea de mai multe state dublet, şi să evalueze performanţa a teoriei prin compararea cu rezultatul complet de referinţă IC în seturile de aceeaşi bază. Rezultatele arată puterea şi eficacitatea metodei.

Reacţii chimice la temperaturi Ultracold

Balakrishnan Naduvalath
Catedra de Chimie
Universitatea din Nevada Las Vegas
Las Vegas, NV 89154, Statele Unite ale Americii

Dezvoltarea de tehnici pentru răcire şi capcane de o mare varietate de specii atomice şi moleculare, în ultimii ani a deschis oportunităţi interesante pentru palpare şi controlul ciocniri atomice şi moleculare cu o precizie fără precedent. Spre deosebire de coliziuni de energie termică, coliziunile ultracold oferă oportunităţi fascinantă şi unică de a studia întâlniri moleculare în regim de extremă cuantic în cazul în care întregul coliziune poate fi dominat de un val parţială singur. Procesele inelastice şi reactive prezintă adesea selectivitate mare la temperaturi ultracold în cazul în care un anumit cuantum de stat este populat, ca urmare a procesului de coliziune. În regimurile rece şi ultracold, perturbarile introduse de câmpuri electrice şi magnetice externe sunt semnificative în comparaţie cu energiile de coliziune şi de control extern de reacţii chimice folosind câmpuri electrice şi magnetice este de interes considerabil teoretice şi experimentale. În această convorbire, voi da o privire de ansamblu a progreselor recente în studiile cuantum dinamic de coliziuni inelastice şi reactive la temperaturi ultracold cu un accent pe tunelelor reacţii dominat.

Controlul cu laser a procesului photodissociation în molecula diatomica

K. Sugimori 1, A. Tawada 2, M. Sano 2, S. Taniguchi 2, H. Nagao 2, şi
K. Nishikawa 2

1Kinjo Universitatea, Kasama, Hakusan, 924-8511, Japonia

2Faculty de Matematică şi Fizică, Institutul de Stiinta si Inginerie, Universitatea din Kanazawa, Kakuma, 920-1192 Kanazawa, Japonia

Rezumat. În această lucrare, vom simula photodissociation cu laser-induse a moleculei OH, şi să se concentreze pe controlul wavepacket generate cu privire la starea continuum de la stat obligat prin puls laser. Acest proces photodissociation este indusă de gradul de absorbtie multiphoton, şi implică disociere mai sus-prag (ATD), ca urmare a tranziţiei continuum-continuum de câmp cu laser intens. Acest proces include optic de informare ale tuturor statelor discrete de vibraţie şi de stat continuum disociative în mod substanţial, astfel încât vom trata toate legat-legat, continuumul legat-şi tranziţiile continuum-continuum echivalent. Aici suntem interesaţi în controlul a spectrului de frecvenţe ATD, deci vom folosi puls laser cu frecvenţa de non-rezonanţă. În primul rând vom investiga puls laser cu parametrii laserului optime pentru a genera în mod eficient procesul de ATD, care implică mai multe vârfuri a spectrului de frecvenţe ATD corespunzătoare de absorbţie multiphoton. Pentru a controla acest spectru, de exemplu, pentru a genera spectrului de frecvenţe unice ATD în mod eficient, vom folosi două culori, cu impulsuri laser? şi 2? spectrului. Prin schimbarea intensitatea cu laser, iar diferenţa de fază a două lasere, putem controla procesul de photodissociation pentru a genera în mod eficient spectrul de frecvenţe simplu ATD. Acest lucru înseamnă că de generare a fasciculului atomice cu energie definite. În simulare nostru, pentru a rezolva numeric ecuaţia Schrödinger, vom adopta metoda split-operator, care conservă norma a vectorului de stat. Mai mult decât atât, putem lua în considerare implicit, dar complet pentru starea continuum în procesul de photoassociation. şi poate trata atat discrete şi state continuum simultan şi corect. În scopul de a analiza starea de continuum implicaţi, arată metoda eficienta prin intermediul statului quasicontinuum privind potenţialul Morse, obţinut prin diagonalizing numeric sistemul totală, fără domeniul extern.

Energia cinetică şi Fisher informaţii

A. Nagy
Catedra de Fizică Teoretică
Universitatea din Debrecen
H - 4010 Debrecen, Ungaria

Există un interes de lunga durata spre funcţionale precise de energie cinetică, în teorie, densitate orbital-free funcţionale. Am arătat recent că energia cinetică locale poate fi folosit ca descriptor fundamentale pentru sisteme moleculare [1]. În acest ansatz, densitatea de electroni trebuie să fie exprimate ca funcţionale a energiei cinetice locale.

Acesta a fost subliniat de către Sears, Parr and Dinur [2] mai mult de douăzeci de ani în urmă că există o relaţie intimă între energia cinetică funcţionale, precum şi informaţiile Fisher [3]. De convorbire se va concentra pe studii de informaţii suplimentare Fisher şi relaţia sa cu energia cinetică [4,5]

[1] PW Ayers şi A. Nagy, J. Chem. Fiz. 126, 144108 (2007).
[2] SB Sears, RG Parr şi U. Dinur, Israel J. Chem 0.19, 165 (1980).
[3] RA Fisher, Proc. Cambridge Philos. Soc. 22, 700 (1925).
[4] A. Nagy, Chem. Fiz. Lit. 449, 212 (2007).
[5] A. Nagy şi SB Liu, Fiz. Lit. A 372, 1654 (2008).

Tehnicile liniare scalarea corelat bazate pe dezbină şi cuceri metoda

Hiromi Nakai
Catedra de Chimie şi Biohemistry,
Şcoala de Studii Avansate în Ştiinţă şi Inginerie, Universitatea Waseda,
3-4-1 Okubo, Shinjuku, Tokyo 169-8555, Japonia

Diviziunea şi-cuceri (DC), metoda care a fost propus de Yang et al. [1,2], este una dintre tehnici de scalare liniară-, evitând Diagonalizarea explicită a matricei Fock şi reducerea elementele Fock. Metoda DC a fost aplicată în principal teoria densitatii functionale pure (DFT) sau semi-empirice moleculare orbitale (MO) calcule. Am aplicat metoda DC la Hartree-Fock (HF) şi HF / calcule DFT hibrid [3,4]. Fiabilitatea DC-HF şi DC-hibrid HF / DFT a fost confirmată atunci când adoptarea unei adecvat cut-off rază, care defineşte regiunea localizarea în formalismul DC.

Apoi, ne-am propus o alternativa liniar-scalare sistem de obţinere a doua de ordin Møller-Plesset perturbare (MP2) şi cuplat-grup cu simplu si dublu (CCSD) energii bazate pe tehnica DC. Aceste metode, pe care o numim DC-MP2 [5] şi DC-CCSD [6], evaluarea energiile de corelare a sistemului total prin insumarea DC contribuţii subsistemului. Analiza densitate de energie (EDA) [7], schema de joacă un rol important pentru a estima energiile non-redundant de corelare a subsistemelor individuale. Evaluări numerice au confirmat faptul că metoda de DC pe bază de corespondenţă trebuie să fie un progres real, ca o reţetă practică pentru a efectua calcule exacte cuantice chimice ale unor sisteme mari, cum ar fi biomoleculelor si nanomateriale functionale.

[1] W. Yang, Fiz. Rev Lett., 66, 1438 (1991).
[2] W. Yang si T.-S. Lee, J. Chem. Phys, 103., 5674 (1995).
[3] T. Akama, M. Kobayashi, şi H. Nakai, J. Comput. Chem, 28., 2003 (2007).
[4] T. Akama, A. Fujii, M. Kobayashi, H. Nakai, Mol. Phys, 19-22., 2799 (2007).
[5] M. Kobayashi, Y. Imamura, şi H. Nakai, J. Chem. Phys, 127., 074103 (2007).
[6] M. Kobayashi, şi H. Nakai, J. Chem. Fiz., Inscrise (2008). [7] H. Nakai, Chem. Fiz. Lett, 363., 73 (2002).

Rezolvarea de ecuaţii şi ecuaţii Schroedinger Dirac-Coulomb

Hiroshi Nakatsuji
Quantum Chimie Institutul de Cercetare, Kyodai Katsura Venture Plaza, Goryo Oohara 1-36, Nishikyo-ku, 615-8245 Kyoto, Japonia

Ecuaţia Schrödinger prevede un principiu de conducere al chimie, biologie şi fizică a materiei. Deci, dacă putem rezolva ecuaţia Schrödinger precis, chimie cuantica ar deveni o ştiinţă centrală de aceste domenii, oferindu-prezicerile teoretice încrezători faţă de experimente. Desi aceasta a fost pur şi simplu un vis pentru peste 80 de ani, un traseu de realizare a acestui vis a fost gasit in laboratorul nostru. De fapt, metoda generală de soluţionare a ecuaţiei Schrödinger poate fi explicat cu matematica foarte simpla. Metodă similară este, de asemenea, util pentru rezolvarea ecuatiei Dirac-Coulomb. Prin extinderea această abordare cu totul nouă, vrem să eliminaţi empirism prea mult de la chimie.

[1] PAM Dirac, Proc. Roy. Soc. (Londra), A123, 714 (1929).
[2] H. Nakatsuji, J. Chem. Fiz. 113, 2949 (2000).
[3] H. Nakatsuji şi ER Davidson, J. Chem. Fiz. 115, 2000 (2001).
[4] H. Nakatsuji, Fiz. Rev lit. 93, 030403 (2004).
[5] H. Nakatsuji şi H. Nakashima, Fiz. Rev lit. 95, 050407 (2005).
[6] H. Nakatsuji, Bull. Chim. Soc. Jap. 78, 1705 (2005).
[7] H. Nakatsuji, Fiz. Rev A, 72, 062110 (2005).
[8] Y. Kurokawa, H. Nakashima, şi H. Nakatsuji, Fiz. Rev A, 72, 062502 (2005).
[9] H. Nakashima şi H. Nakatsuji, J. Chem. Fiz. 127, 224104-1-14 (2007).
[10] H. Nakatsuji, H. Nakashima, Y. Kurokawa, şi A. Ishikawa, Fiz. Rev lit. 99, 240402 (2007).
[11] A. Ishikawa, H. Nakashima, şi H. Nakatsuji, J. Chem. Fiz. 128, 124103 (2008).
[12] H. Nakashima şi H. Nakatsuji, J. Chem. Fiz. 128, 154107 (2008).
[13] H. Nakashima, Y. Hijikata, şi H. Nakatsuji, J. Chem. Fiz. 128, 154108 (2008).

The Hyperconjugation Efectul

Felipe Fleming1, Andre Gustavo Horta Babrosa2, Marco Antonio Chaer Nascimento, 1
1 Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brazilia

2Instituo de Química, Universidade Federal Fluminense, Niteroi, Brazilia

Hyperconjugation Termenul a fost introdus de primul Mulliken [1], deşi ideea de extra-conjugare efecte au fost folosite anterior de Wheland [2]. În timp ce Mulliken făcut uz exclusiv a abordării orbitale moleculare, Wheland făcut o comparaţie sistematică între HLSP (Heitler-Londra-Slater-Pauling) metoda, acesta din urmă a inventat ca VB-metoda, şi HMH (Hund-Mulliken-Hückel), metoda sau metoda de OM, cunoscute astăzi. Deoarece la acel moment nu a fost încă fezabilă pentru a efectua complet cuantică calcule, discuţia a fost cea mai mare parte calitativ. Urmă pe Mulliken [3] a încercat să cuantifice contribuţia hyperconjugation la proprietăţile diferite de compuşi conjugaţi şi saturate. Formular analiza lor, efectul hyperconjugation în modelul VB ar corespunde introducerea unor structuri ionice în funcţia de undă VB, sau la extinderea conjugare (delocalizare electronică) în modelul OM. De atunci, acest efect a devenit foarte popular printre chimişti organici şi imaginea VB a fost folosit, într-un mod calitativ, de a explica tot felul de comportament neaşteptat. Mai recent, acest efect a devenit, de asemenea, foarte populare printre utilizatorii de MO în ceea ce priveşte NBO. În conformitate cu acest tip de analiză, efectul hyperconjugation se manifestă ca un transfer gratuit de la sistemul conjugat la unitatea saturate. În acest articol vom examina cantitativ în acest sens, folosind atât OM şi abordări VB, să analizeze prezenţa hyperconjugation in molecule, în general, folosite pentru a ilustra acest sens, şi anume: propilenă, metil-acetilenă şi toluen. Am examinat, de asemenea, molecula etanului în scopul de a investiga o propunere recenta că preferinţa pentru configuraţia eşalonată se datorează efectului hyperconjugation. Din comparaţia între SOGVB şi CAS-SCF funcţii de undă, care diferă doar prin absenţa, în primul, de configuratii corespunzătoare taxa de transfer, vom arăta că nu există nicio dovadă pentru un efect cu privire la orice astfel de a moleculelor investigate. De asemenea, din punctul de vedere al VB, am gasit nici contribuţiile de structuri ionice în AGA [4] funcţiile de undă ale moleculelor investigate. (CNPq, FAPERJ)

[1] RS Mulliken, J. Chem. Fiz. 7, 339 (1939)
[2] GW Wheland, J. Chem. Fiz. 2, 474 (1934)
[3] RS Mulliken, CA Rieke, WG Brown, J. Am. Chim. Soc. 63, 41 (1941)
[4] E. Hollauer, MAC Nascimento, J. Chem. Fiz. 99, 1207 (1993)

Quantum-clasică dinamică în baza de cartografiere

Ali Nassimi si Raymond Kapral
Departamentul de Chimie, Universitatea din Toronto, Toronto, ON, M5S 3H6, Canada.

De la introducerea ideii de cartografiere peste oscilatori fictive armonică pentru studiul momentului cinetic by Schwinger, cartografiere (ca o metodă exactă mecanica cuantica) a fost utilizat în diferite contexte, în principal pentru a schimba discret stări cuantice cu cele continue şi apoi se aplică semi- aproximări clasice sau liniarizare pentru a studia dinamica. În această lucrare, vom construi o metodă de evaluare a proprietăţilor fizice ale sistemelor cuantice-clasice folosind o baza de cartografiere. Cuantumul-clasic ecuaţia Liouville este o ecuaţie care reglementează precis de mişcare pentru industria chimică şi de multe sisteme biochimice. De simulare a acestei ecuaţii este deseori efectuată într-un mod specific pentru subsistemul de grade de libertate. În această lucrare această ecuaţie de mişcare este turnat în baza de cartografiere. Acest lucru ne permite să evalueze proprietăţile fizice sistem ca o funcţie de timp, care la rândul său, ne permite sa evaluam valorile medii. Ca un exemplu de aplicare a acestei metode, vom prezenta calculele pentru valoarea medie a populaţiei diferenţa într-un sistem spin-bozonului (un sistem cu două stat bilinearly cuplată la o baie de oscilatoare armonice). Simulările noastre sunt în măsură să reproducă rezultatele exacte cuantic pentru acest model şi metoda noastră este uşor de adaptat pentru a simula un sistem cuantic cuplat la un arbitrar multe corp baie.

Modelarea multiscalară a membranelor polielectroliti auto-asamblate

Alexander V. Neimark
Departamentul de Chimie şi Inginerie biochimica
Rutgers, Universitatea de Stat din New Jersey
98 Brett Road, Piscataway, NJ 08854-8058
E-mail: aneimark@rutgers.edu
Web: http://sol.rutgers.edu/aneimark.html

Membrane polielectroliti posedă adesea o structură ierarhică. Ele sunt construite din blocuri de scara nanometrica hidrofile si hidrofobe aranjate în auto-asamblate structuri mezoscopice. În funcţie de sistemul şi condiţiile de mediu, aceste structuri auto-asamblate poate avea fie simetrice regulate sau morfologii dezordonate fractal. De transport, mecanice, şi proprietăţile reologice ale unui sistem de auto-asamblate depind nu numai de compoziţia sa chimică, ci şi asupra morfologiei sale. Astfel, formarea structura este problema cheie care trebuie să fie considerată spre o mai bună înţelegere a proprietăţilor inginerie a sistemelor de auto-asamblate. Structura ierarhică a sistemelor polimer implică o structură ierarhică de o suită de instrumente de modelare, care trebuie să deschidere multe ordine de mărime de solzi spaţiale şi temporale. Voi prezenta o trecere în revistă a metodelor de simulare multiscalară utilizate în grupul nostru, care ne permit să descrie proprietăţile macroscopice ale sistemelor complexe de la ab-initio calculele cuantică cu o densitate de electroni la dinamica moleculara atomistă şi simulări Monte Carlo pentru a mazarat metode mesocsopic of Dinamica disipative de particule. Metodele vor fi ilustrate pe exemplul de formare a structurii şi de transport în membrane polielectroliti, cum ar fi Nafion şi sulfonaţi bloc-copolimeri, care sunt angajaţi în celulele de combustie şi îmbrăcăminte de protecţie.

Studii de calcul a conţinut ridicat de elastomeri bor. Actuale şi viitoare de lucru.

Christopher J. Nelson, 1,2, Marc Meads, 2 Christine J. Cardin, 2 Howard M. Colquhoun 2.

1 Echipa Chimie computaţională, MSRD, DRAS, AWE, Aldermaston, Reading, RG7 4PR, Marea Britanie.
2 Scoala de Chimie, Universitatea din Reading, Whiteknights, Reading, RG6 6AD, Marea Britanie.

Deşi disponibile pe scară largă din 1970, există încă o lipsă de înţelegere de la nano-scara Dexsil-tip compuşi. Această lipsă de înţelegere se datorează în principal modul în care lanţurile polisiloxan-carborane interacţionează unul cu altul, atât în faze cristaline şi amorfe. În această lucrare, ne propunem de a explora complexul dexsil structuri de tip folosind o combinatie de tehnici teoretice şi experimentale. Va prezentam detalii cu privire la dezvoltarea unui potenţial interatomice pentru a descrie unitatea de polisiloxan-carborane şi rezultatele din ultimii calculelor moleculară Dynamics a evalua potenţialul. Vă prezentăm, de asemenea, structura cristalina a unui polimer sintetic nou am sintetizat.

© Crown Copyright 2008/MoD

Corelată Quantum dinamica sistemelor electronice Multe cu
Wave metode bazate pe funcţii

Mathias Nest
Universitatea din Potsdam,
Chimie teoretică,
Potsdam, Germania

În această convorbire, posibilităţile de simulare a dinamicii corelată a mai multor electroni cu funcţia pe bază de undă metode electronice structura vor fi discutate. Accentul va fi pus în mod explicit în funcţie de timp versiuni de CASSCF (conducând la MCTDHF), şi interacţiunea de configurare (care conduc la TD-CI).

Propunerea corelat de electroni joacă un rol esenţial în multe ramuri ale fizicii si chimiei, cum ar fi spectroscopie fotoelectronilor, generaţie mai mare armonice, etc Acest lucru este cu atât mai mult, deoarece impulsuri laser de pe scara de timp attosecond permite de a studia dinamica timp rezolvate de sistemelor de electroni din echilibru. Aceste experimente trebuie să fie completate pe partea teoretică, şi necesită dezvoltarea de noi metode de dinamica de electroni. În acest vorbi, aplicatii la controlul de mişcare electronice şi electroni thermalization / relaxare sunt discutate. În plus, un Outlook pentru a dinamicii cuantice electronic cu redusă a doi electroni densitate matrice 2RDM este dat.

Proprietăţi Photophysical de lumină naturală de recoltă-Complexe de Studii de teoria Densitate subsistemului funcţională

Johannes Neugebauer
ETH Zurich,
Laboratorium fuer Physikalische Chemie,
Wolfgang Pauli--Strasse 10, HCl
8093 Zurich, Elveţia

Ancheta teoretică de pigmenţi, în lumina de recoltare de complexe necesită caracterizarea stari excitate de sisteme foarte mari, deoarece proprietăţile de absorbţie a chromophores sunt influenţate de pigment-mediu, precum şi de pigment pigment interacţiuni. O abordare subsistem a propus recent [1] pentru a dependente de timp densitate teoria funcţională (TDDFT), care se bazează pe generalizarea congelate-densitate încorporarea unor state excitate [2], se aplică în scopul de a studia ambele proteine-pigment interacţiunile şi excitonice cuplaje astfel cum apar în LH2 lumină recoltarea complex de bacterii violet [3]. Este demonstrat că această abordare este potrivit pentru a descrie astfel de efecte, şi, în special, că poate reproduce trăsăturile caracteristice ale chromophores excitonically cuplate în spectre de absorbţie şi dicroism circulare. Spre deosebire de calculele convenţionale supermolecular on chromophores cuplate, este mai eficient şi mai uşor permite extragerea constantelor fenomenologic de cuplare astfel cum apar în teoriile modelul de transfer de energie de excitare. Această abordare poate fi, astfel, de mare valoare în interpretarea căi de transfer de energie, în lumina de recoltare de sisteme.

[1] J. Neugebauer, J. Chem. Fiz. 126 (2007), 134116.
[2] ME Casida, TA Wesolowski, Int. J. Quantum Chem. 96 (2004), 577.
[3] J. Neugebauer, J. Phys. Chim. B 112 (2008), 2207.

Orbital-gratuit ce hidrodinamice Tensor DFT şi extensii Către sisteme covalente

Daniel Neuhauser
UCLA, Departamentul de Chimie şi Biochimie

Vom examina mai întâi un nou efort, hidrodinamice Tensor DFT (HTDFT). In HTDFT variabilele fundamentale sunt densitatea, curent, tensor stres, şi alte câteva tensori (ca multe după cum doriţi). Un set de ecuaţii este sistematică derivate pentru aceste tensori, şi este reziliat, atât pentru sol şi dependent de timp sistem, prin aplicarea ultimul termen (ultima "cummulant") pentru a obţine o bună independentă de timp şi, eventual, dependente de timp de răspuns pentru omogene sisteme. Metoda rezultat este un pic mai mult decât un ordin de mărime mai scumpe decât în memoria metode pur densitate pe bază de, dar este sistematic perfectibile. A doua jumătate a vorbi reexaminare extensiile de asemenea, că ar trebui să poată să se ocupe de sisteme covalente în moduri coerente, folosind ideile dezvoltate în metode orbital liber.

Electrocatalysis de la primele principii: Aparate şi cerintele site-ului pentru Electroxidation de compuşi oxigenaţi

Matthew Neurock
Departamentele de Inginerie Chimică şi Chimie
University of Virginia, Charlottesville VA, Statele Unite ale Americii

Electrocatalysis este controlată de reacţii elementare care au loc la interfaţa dintre electrod şi faza de soluţie, împreună cu potenţialul de electrochimice că rezultatele în această interfaţă. Elucidarea comportamentului electrochimic la această interfaţă, cu toate acestea, prezintă o provocare considerabilă, datorită complexităţii chimie suprafaţă, structura explicită atomice şi moleculare a fazei soluţiei la interfaţa, prezenţa şi ioni de formare diferite şi amplasarea lor specifice, în soluţie sau pe potenţialele suprafata, precum şi de suprafaţă şi câmpurile electrice că rezultatele în funcţie de reactivitatea suprafaţă. Primele principii bazate pe simulări de electrocatalysis tind să fie limitat din cauza dimensiunii a sistemelor necesare pentru a modela în mod corespunzător structura interfacială, precum şi de faptul că ab initio metode sunt, de obicei sarcina constantă, mai degrabă decât sistemele de potenţial constant. Am dezvoltat o nouă abordare prin care putem începe pentru a simula cai elementare, cinetica pentru sistemele de potenţial constant. Abordarea a fost folosit pentru a simula oxidarea electrocatalitice de metanol şi acid formic şi reducerea electrocatalitice de oxigen pentru celule de combustibil directe de alcool, precum şi de a identifica noi materiale electrocatalitica promiţătoare atât pentru anod şi catod.

Combinat R-matrice eigenstate set de bază şi diferenţele finite-metoda de propagare pentru ecuatia Schroedinger dependente de timp: un caz-elecron

LAA Nikolopoulos, J. Parker, KT Taylor
Departamentul de Matematica Aplicata si Fizica Teoretica
The Queen de Universitatea din Belfast, BT7 1NN Belfast, Marea Britanie

În această lucrare vom prezenta cadrul teoretic pentru solutia ecuatiei dependente de timp Schrödinger (TDSE) sistemelor atomice în conformitate cu câmpuri electromagnetice puternice cu spaţiul de configurare al lui electron coordonatele separate în mod artificial de peste două regiuni, care este regiunea (I) şi (II). În regiunea (I) de soluţie de TDSE este obţinut prin o reprezentare R-matrice set funcţie de undă dependente de timp. În regiunea (II) o reprezentare grila de undă este considerată şi la propagarea în spaţiu şi timp se obţine prin metoda finite-diferente [1]. În ambele regiuni, o schemă de mare pentru explicit este angajat pentru propagare de timp.În timp ce, într-un sistem pur hydrogenic apropiere nu este implicat ca urmare a acestei separare, în sistemele de multielectron validitatea şi utilitatea metodei prezente se bazează pe ipoteza de bază ale teoriei R-matrice [2], şi anume faptul că dincolo de o anumită distanţă { [} regiune care cuprinde (I)] electronul ejectat se distinge de alţi electroni şi nu evoluează eficient ca un sistem de un electron. Metoda este dezvoltat pentru sistemele de un singur electron activ cu R-matrice eigenstates extins pe un set de set baza B-spline [3] şi aplicat la cazul de hidrogen fiind ideal pentru sistemele de toate inutile multi-electron complicaţii care urmează să fie absent.

Referinţe...
[1] KJ Meharg, JS Parker şi KT Taylor, J. Phys. B, 38237, (2005)
[2] PG Burke şi K. Berrington, procese atomice şi moleculară: O abordare R-matrice, (PIO publicarii, Bristol 1993)
[3] LAA Nikolopoulos, Fiz. Rev A, 73, 043408, (2006)

Studiul teoretic al proprietatilor structurale si magnetice de nanoclusteri aluminiu

TV B Phung, T. Hashimoto, K. Nishikawa şi H. Nagao
Divizia de Ştiinţe Matematice şi Fizice,
Scoala de Stiinte ale Naturii şi Tehnologie,
Universitatea Kanazawa, Kakuma, Kanazawa 920-1192, Japonia.

Stabilitate şi magnetizarea de clustere ALN sunt investigate cu ajutorul ab initio calcule densitate funcţionale bazate pe plan-val şi toate electron proiector augmentată-val (PAW) metoda. Va prezentam structuri stabile de dimensiuni mici ALN (n = 2-17) clusterelor obţinute de la optimizarea cu energie obligatorii şi magnetizare care sunt bun acord cu datele experimentului. Dependenţa Dimensiunea de energie obligatorii şi magnetizare sunt clarificate. Din noncollinear proprietăţile magnetice ale Al3 and Al5 clustere, distribuirea de structura de spin în starea fundamentală este delocalizat. Am găsit în intervalul de 13 ≤ n ≤ 55, tranziţia între icosahedral and trunchiate decahedral de clustere AlN au avut loc. Pentru grupuri mari, vom discuta despre stabilitatea de clustere ALN cuboctahedral cu pana la 923 atomi pe baza de energie dimensiunea obligatoriu dependente. Coeficienţii care corespunde energiilor de suprafaţă şi de margine pentru grupuri ALN cuboctahedral au estimat, şi am putea obţine energia de coeziune a sistemului în vrac, Ec = 3.418 eV, apropiată de valoarea experiment prin intermediul funcţiei de montare de energie dimensiune obligatoriu dependente. În sfârşit, vom discuta despre magnetizarea de clustere ALN cuboctahedral în ceea ce priveşte structura de coajă. În cazul în care dimensiunea cluster este extinsă, distribuţia magnetizării prezinta cea mai mare densitate de spin devine la shell extrema. Din Al147 to Al923 clustere, electronii din centru şi coajă cel mai intim ar putea fi similară cu cea mai mare parte.

Cuvinte cheie: nanoclusteri aluminiu, magnetizare, ab initio de calcul DFT

Referinţe

[1] Alonso, Structuri JA şi proprietăţile atomice nanocluster 2005, Colegiul Imperial de presă.
[2] Alonso, JA 2000 Chem. Rev 100, 637.
[3] Baletto, F.; Ferrando, R. Rev. Mod.Fiz. 2005, 77, 371.
[4] Martin, TP Rapoartele Fizica 1996, 273, 199.
[5] Cox, DM, Trevor, DJ, Whetten, RL; Rohlfing, EA, Kaldor, A. J. Chim. Fiz. 1986, 84, 4651.
[6] Deshpande, MD; Kahere, DG, Vasiliev, I.; Martin, Fiz RM.Rev B 2003, 68, 035428.
[7] Duque, F.; Mananes, A. Eu.Fiz. J. D 1999, 9, 223.
[8] Martin, TP, Näher, U.; Schaber, H. Chem. Fiz.Lit. 1992, 199, 470.
[9] Ahlrichs, R.; Elliott, Fiz SD.Chim. Chim. Fiz. 4.1-2
[10] Turner, GW; Johnston, RL, Wilson, NT J. Chim. Fiz. 2000, 112, 4773.
[11] Hobbs, D.; Kresse, G.; Hafner, J. Fiz.Rev B 2000, 62, 11556.
[12] Oda, T.; Pasquarello, A.; maşini, R. Fiz.Scrisori Rev 1998 80, 3622.

În curs de dezvoltare Instrumente de calcul pentru inhibitorii de Peptidomimetic proteina-proteina interacţiuni

Masha Niv
Institutul de Biochimie, Food Science şi Nutriţie
Facultatea de Ştiinţe agricole de calitate, pentru alimentaţie şi mediu,
Universitatea Ebraică din Ierusalim,
76100 Rehovot, Israel

Deoarece productivitatea de descoperire de droguri eforturi scade, de noi metode de design de droguri raţionale sunt introduse. Paradigme în curs de dezvoltare includ direcţionarea de proteine-proteine interactiuni (IPP), prin intermediul compuşi proteinomimetic and peptidomimetic. Scopul nostru este de a dezvolta şi utiliza instrumente de calcul, care sunt adecvate pentru proiectarea de inhibitori specifici de proteine-proteine interacţiuni. Exemple de proiectare raţională a inhibitori selectivi ai kinazei peptidomimetic va fi prezentat [1], şi o abordare de andocare peptida, PDZdock [2], precum şi de proteine motiv abordare bazată, Scan2S [3, 4], va fi descris.

[1] MEU Niv et al., J Biol Chem 279, 1242 (2004).
[2] MY Niv şi H. Weinstein, J Am Chem Soc 127, 14072 (2005).
[3] MEU Niv et al., Proteine (2007).
[4] L. Skrabanek si My Niv, Proteine (în presă).

Energetică Redox, geometrii şi Proprietăţi spectroscopica fier-sulf clusterele de la transferul de electroni simplă la Cataliza Multielectron in Nitrogenase

Louis Noodleman, 1 Vladimir Pelmenschikov, 1 Wenge Han, 1 James A. Taxa, 1 şi A. 1David Cazul 1
1Department de Biologie Moleculara, Institutul de Cercetare Scripps,
La Jolla, CA, Statele Unite ale Americii

Vom examina structura electronică şi energeticii redox de fier-sulf grupuri incepand de la Fe2S2 and Fe4S4 centre in proteine de transfer de electroni şi se termină cu primii paşi în ciclul catalitică a centrului de cofactor feromolibden al enzimei nitrogenase, ceea ce reduce azot molecular (N2) la amoniac plus pe bază de hidrogen. Instrumentul principal de calcul este teoria densitate spin polarizat funcţională (DFT), folosind simetria rupt (BS) metoda pentru tratarea spin-cuplare. Predictii DFT de Mossbauer şi proprietăţi hiperfine creşte puternic calculele de energeticii redox si geometrii pentru înţelegerea primii paşi a ciclului de nitrogenase catalitică. Suportat de NIH Grant GM39914.

Pe o mecanica vădit covariant

M. Nooijen, LM Huntington
Universitatea din Waterloo, Ontario Waterloo

În timp ce mulţi-electron ecuaţia Dirac are rezultate foarte precise în chimie cuantica relativista nu este în mod vădit Lorentz invariantă. Teoria cuantelor câmp este considerat ca remediu pentru o mecanică cuantică relativistă consecventă, dar acest lucru este foarte greu să se aplice la probleme chimice în practică.

În acest vorbesc eu va explora o vădit covariant multe-particule mecanicii clasice cu acţiune-la-un-distanţă potenţiale, cu scopul de a crea un punct de plecare pentru o mecanica matematic consistent relativiste cuantice care urmează îndeaproape formularea clasică-cuantic Hamiltonianului of ecuatiei Schroedinger lui.

Această investigaţie pare să dea naştere la crizele o "la mijlocul vieţii" de înţelegerea mea a teoriilor fizice, de exemplu, conducând la o mecanica Lorentz-invariante newtoniană, şi o mecanica relativistă, în care liniară şi şi momentului cinetic sunt conservate doar într-o specială "sincron "cadru de referinţă în conflict cu principiul relativităţii.

La sfârşitul acestei discuţii am să încerc să transmită importanţa unei "fizicii calculabil", care urmează să fie proiectate pentru a facilita calcul în timp ce a compromite acord cu experimentul.

Conceptul de Ergodicity în chimie - o abordare statistică mecanic pentru Dynamics, reacţii chimice şi lipire cu adeziv

Sture Nordholm
Departamentul de Chimie, Universitatea din Gothenburg, Suedia

Există progrese enorme în aplicarea metodelor teoretice la fizica chimie şi chimice. Cea mai mare parte ea are un caracter de calcul şi a abordărilor fenomene chimice din punct de vedere microscopic detaliat cu scopul de a reduce la minimum apropiere. Quantum chimia este cel mai bun exemplu, dar progresele înregistrate în palpare fenomene dinamice by traiectoria clasică şi wavepacket cuantică şi împrăştierea metode este, de asemenea, de acest fel. Există o abordare alternativă bazată pe mecanicii statistice care utilizează ipoteze de echilibrare termica sau microcanonical pentru a găsi teorii aproximative care surprind esenta globală a realităţii, fără a fi nevoie să rezolve detaliile locale şi microscopice. Eu va reamintim pe scurt modul în care această abordare a dat teoriile de tranziţie celebre de stat şi RRKM a ratelor de reacţie chimică. Eu va afişa apoi modul în care noi progrese au fost făcute de concentrându-se asupra conceptului de ergodicity ale dinamicii, care este implicit sau explicit utilizat în cele mai multe teorii prezent. Posibilitatea de realizare a teoriei rafinat şi mai realiste se bazează pe abilitatea de a rezolva efectele nonergodic. Voi arăta cum acest lucru poate fi făcut pentru a îmbunătăţi înţelegerea mecanismului de collisional transferului de energie, care activează sau dezactivează Reactive la reactii chimice de gaze fază. Voi argumenta atunci că efectele nonergodic şi transferul de electroni lent interne în atomi si molecule tulpina atomi şi molecule şi să explice reactivitatea lor şi tendinţa de a forma structuri covalent. This reinterpretare a mecanismului central de lipirea de chimie se va baza pe o analiză a succesului general al aproape tuturor formelor de chimie cuantica şi, în special din eşecul dramatică a teoriei densitate funcţională iniţială a Thomas şi Fermi. - Detaliate mecanice şi aproximativ abordări statistice mecanice se dovedesc a fi complementare în Destrămarea lipirea centrale şi mecanisme de reacţie de chimie.

Mecanismul molecular de selectivitate de cationi monovalent în Na+-dependente Transportatori aminoacizi

Serghei Noskov1, 2 şi David Caplan1, 2
1 Institutul pentru biocomplexităţii si Informatica, Catedra de Biologie Sciences2, Universitatea din Calgary, Canada

Structurile x-ray de LeuT and GLT, omologi bacteriene ale Na+ / Cl - dependente de amino-acid de transport, oferă o mare oportunitate de a înţelege mai bine baza moleculara a cationi monovalent. Ambele dispun de proteine ion-selectiv pentru site-uri cu caracter obligatoriu Na+ K+ şi peste+ Li. Extensive QM / MM reducere la minimum a combinat cu toate-atom fără energie dinamica moleculara simulari de LeuT şi transportatorilor GLT încorporate într-o membrană explicit sunt efectuate la temperaturi diferite şi în diferite state de ocupare a site-urilor cu caracter obligatoriu pentru a diseca mecanismul molecular de selectivitate ion. În această lucrare, am demonstrat că există un efect colectiv de multe site-uri cu caracter obligatoriu pe o selectivitate totale pentru Na Li++ peste. Rolul de conectivitate locale, rigiditate site-ul, polarizare atomică şi transferul parţial al sarcinii în selectivităţii cationi monovalent se discută.

Modelare moleculară de combustibil scurt-side-lanţ de acid perfluorosulfonic a scăzut cu membrană: hidratare, structura, şi transport

Stephen J. Paddison
Catedra de Inginerie Chimică şi Biomolecular
Universitatea din Tennessee
spaddison@utk.edu

Lanţul de scurt-side-(SSC) perfluorosulfonic acid (ESFP) membrană exponate de protoni conductivitate mai mare decât Nafion 1100 atunci când sunt elaborate la greutăţile echivalent (SAR) de aproximativ 800. Ne-am angajat o suită largă de studii multiscalară modelare moleculară a acestui ionomer inclusiv, structura electronice şi QM / calcule MM de fragmente oligomerice, dinamica moleculară şi dinamica clasice disipative simulări de particule de ionomer de hidratat cu sisteme variind în mărime de la 103 la 107 mai multe atomi. Aceste studii au elucidat introspecţie în structura locală şi extinsă a polimerului, distincţii în morfologia hidratat în funcţie de conţinut de apă, cât şi EW, precum şi de disociere şi difuzarea de protoni hidratat si molecule de apa. Rezultatele de la aceste investigaţii vor fi discutate în contextul de a intelege modul chimie polimeri pot fi folosite pentru a sintetiza membranele celulelor de combustibil cu proprietati superioare.

Metode Quasidegeneracy şi cuplate-cluster: Unele evoluţii recente

Josef PALDUS 1,2 şi Xiangzhu LI1
1 Departamentul de Matematici Aplicate, Universitatea din Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1

2 Catedra de Chimie şi Guelph-Waterloo Centrul de Muncă Licenţiat în chimie, Waterloo-Campus, Universitatea din Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1

Single-referinţă (SR) cuplate-cluster (CC) metode care folosesc cele mai multe la una şi respectiv două-corp cu dispersie amplitudini [de exemplu, sau CCSD CCSD (T)] cont şi de graţie de corespondenţă dinamică a Ansatz exponenţială pentru operator val, dar sunt în imposibilitatea de a descrie în mod adecvat efecte statice şi / sau non-dinamic de corespondenţă care rezultă ca urmare a degenerării şi / sau cvasi-degenerarea o configuraţie de referinţă, respectiv. În consecinţă, aceste metode nu reusesc de multe ori atunci când sunt angajaţi pentru a descrie fenomene importante cum ar fi ruperea legaturilor chimice autentice sau proprietăţi open-coajă sisteme, în general. În astfel de cazuri, rolul mai mare decât grupurile-pereche nu mai poate fi ignorată, în timp ce seama lor explicit este computational nepermis şi tratamentul lor perturbative, la fel ca în CCSD (T), pauze în jos.

În principiu, acesta este un multi-de referinţă (MR) versiune a teoriei CC, care oferă un formalism adecvat pentru manipularea cvasi-degenerării. Din păcate, punerea sa în aplicare generală, fie la universal universal valenţă (UV) sau de stat (SU) de nivel este departe de a fi simplă. Prin urmare, un accent mai mult şi mai mult în ultima vreme a fost dat în starea sa de-selectiv sau de stat specifice versiuni, care se axează pe un singur stat la un moment dat. O metodă alternativă de a depăşi shortcommings a CCSD standard şi (T) CCSD abordări este de a angaja aşa-numita intern (ic) sau extern corectate (CE) metodele de CCSD. Fosta se bazează în întregime pe formalismul CC în timp ce cele din urmă exploata o funcţie non-CC val (e) ca o sursă de informaţii despre mai mari decât pereche clustere. Deşi ne-am exploatat conceptul de ec-abordărilor atât la SR şi nivelurile de MR, vom focuss aici pe cele anterioare, în special cu privire la aşa-numitele redus MR (RMR) CCSD şi (T) metodele CCSD exploatarea complementaritatea CC si CI descrieri.

După o expunere succintă a acestor tehnici şi a conceptelor care stau la baza lor, vom ilustra performanţele lor pe o serie de probleme foarte dificile, cum ar fi ruperea triplu-obligaţiuni în N2, divizarea singlet-triplet in diradicals, şi simetrie de rupere în ABA-tip molecule. Timpul permite, vom aborda modul de calcul al înălţimi barieră de reacţie, precum şi structura de compuşi metal de tranzitie. Sperăm de asemenea să prezinte un raport scurt pe un recent dezvoltat circuite-versiune a abordărilor RMR-tip, aşa-numita parţial-liniarizate (PL) MR metode CCSD.

Clădire NEP: O platformă open-source experiment numeric pentru simularea de molecule în câmpuri cu laser puternic.

Serguei Patchkovskii, 1 Serghei Yurchenko2, Thomas Heine3, Michael Spanner1, si Olga Smirnova1
1Steacie Institutul de Ştiinţe ale moleculară, NRC Canada, Ottawa, Ontario, Canada

2Institut für Physikalische Chemie, Universitatea Tehnica din Dresda, Dresda, Germania

3School de Stiinta si Inginerie, Universitatea Jacobs, Bremen, Germania

O mare varietate de fenomene apar în atomi şi molecule supuse la câmpurile cu laser puternic. Ca rezultat, simulări numerice în acest domeniu se bazează adesea pe coduri "de unică folosinţă" de calculator, scris cu o problemă fizică unică în minte. Pentru ultimii ani, am fost în curs de dezvoltare un set de instrumente numerice, care poate fi folosit pentru a asambla un model de calculator a dorit puternic proces de câmp de la standard, inter-operabile blocuri. Setul de instrumente susţine grile uniforme cartezian şi cilindrice, şi include o interfata pentru o chimie cuantica cod (GAMESS-SUA). Capacitatea de analiză grafică este asigurată printr-o interfata pentru pachetul de OpenDX vizualizare stiintifica. Vom arăta un număr de aplicaţii care utilizează setul de instrumente, inclusiv simulari 3D cu laser-induse de difractie de electroni [1], full-dimensionale (2D cilindrice) simulari de sondare XUV of recollision attosecond [2], calcularea valutelor-corectate elemente de matrice recombinare in molecule folosind planul de val [3] şi adiabatic eikonal-Volkov [4,5] continuum de soluţii, punerea în aplicare a amplitudini ionizare MO-ADK, şi calculul dependente de timp eikonal-Volkov wavefunctions continuum [6]. Ne aşteptăm ca pentru a deschide setul de instrumente şi majoritatea aplicaţiilor de însoţire pentru comunitatea puternic câmp ca o platforma open-source Experiment numerica (NEP), in cursul acestui an.

1. SN Iurcenko, S. Patchkovskii, IV Litvinyuk, PB Corkum şi GL Yudin, PRL 93, 223003 (2004).
2. O. Smirnova, S. Patchkovskii şi M. chei, PRL 98, 123001 (2007).
3. S. Patchkovskii, ZX Zhao, T. Brabec şi DM Villeneuve, PRL 97, 123003 (2006); ibid 219901 (2006); JCP 126, 114,306 (2007).
4. O. Smirnova, AS Mouritzen, S. Patchkovskii şi Ivanov MY, J Fiz. B: La. Mol. Opt. Fiz. 40, F197 (2007).
5. O. Smirnova, S. Patchkovskii, MY Ivanov, inscrise.
6. M. chei, S. Patchkovskii, O. Smirnova, în curs de pregătire.

Apă Adsorbţia în medii neomogene: nanopores şi suprafeţe

GN Patey, G. Lakatos, T. Croteau, AK Bertram
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia

Grand canonice simulări Monte Carlo sunt folosite pentru a examina absorbţia de apă în nanopores cilindrice, cu şi fără ioni. Ion-poartă nanopores se găsesc pentru a umple la rezervor chimice potenţial (presiuni), cu mult sub cea a saturate de vapori de apă. Substanţei chimice potenţial prag se constată a fi sensibil la atât dimensiunea a canalului şi a speciilor de ioni, cu pori de anioni poartă umplere la potenţialele chimice mai mici. Umplerea are loc printr-un traseu cu dispersie de ioni de apă, şi histerezis nu este observat desorbţie. Acest lucru contrastează cu situaţia pentru Ion fără pori. Nanopores diametru de neuniform sunt, de asemenea, luate în considerare, precum şi nonuniformities sunt afişate pentru a influenţa în mod semnificativ izotermelor de adsorbţie, conducând, în unele cazuri mai multe tranzitii de umplere. În sfârşit, apă adsorbţie pe diferite zgura (caolinit) suprafeţele vor fi discutate pe scurt. O atenţie deosebită va trebui să se concentreze pe explicaţii posibile ale capacităţii de a kaolinites gheata nucleate în condiţii atmosferice.

Transfer de sarcina in ADN-ul Wet Strand dublă

Michele Pavanello 1, Maksym Volobuyev2, Benedetta Mennucci3 şi Ludwik Adamowicz1
1Department de Chimie, Universitatea din Arizona, Tucson, Arizona
Departamentul 2Chemistry, Institutul Politehnic Kharkiv, Kharkiv, Ucraina
3Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa, Pisa, Italia

Datorită implicaţiilor sale in cancer legate de studii şi nano-tehnologic aplicaţii, transfer de sarcina in ADN-ul a primit recent o atenţie considerabilă din partea comunităţii ştiinţifice. Am dezvoltat o metoda roman capabil să descrie dinamica taxa în ADN-ul fir dublu de diferite lungimi. În acest model de solvent, şi, prin urmare sale interacţiunea cu ADN-ul, este permis să evolueze într-un mod dependent de timp.
Amploarea efectului solvent este determinată în două moduri alternative. Primul, pur cuantică, modelele de solvent, ca un continuum folosind modelul Continuum Polarizable puse în aplicare în comerciale Gaussian 03 suită de programe, în timp ce a doua metodă este un hibrid între cuantică şi mecanica moleculara si pe care le consideră în mod explicit moleculele de solvent, exploatează modulul ONIOM of gaussian 03.
Rezultatele preliminare arată că transfer de sarcina este incetinita cu aproximativ 20% atunci când efectul solventul este luată în considerare. În plus, în cazul în care perechi de ADN-ul de bază sunt complet scufundate în apă, transfer de sarcina dintre ele nu se produce. Prin urmare, deducem că, în sistemele biologice interacţiunile de perechi de baze ADN-ul lor cu non-apoase incadrand este un factor important în fenomenul migraţiei taxa. Deşi aceste descoperiri sunt preliminare, au vărsat lumină asupra unei multitudini de efecte solvatare în mare măsură subestimat de către literatura de specialitate actuală.

Calculele foarte precise de molecule mici, în cadrul Apropierea Born-Oppenheimer

Michele Pavanello, Wei Cheng-Tung, şi Ludwik Adamowicz
Departamentul de Chimie, Universitatea din Arizona, Tucson, Arizona

Gaussians explicit Corelat cu centre plutitoare au fost utilizate pentru a extinde wavefunctions electronică a sistemelor moleculare mici, cum ar fi H2, H3+, He2 şi (H2) 2. The wavefunctions sunt optimizate în conformitate cu principiul de energie minim utilizând degradeuri analitice. Acurateţea realizat pentru calculul energiei intră în termen de o zecime de nano-Hartree.
The wavefunctions obţinute sunt folosite pentru a calcula proprietăţi importante moleculare, cum ar fi un electron-densităţi şi gradienţi de câmp electric (EFGs) la nuclee. Pentru H3+ moleculare ion calculele noastre sunt cele mai exacte până în prezent.

Aplicarea fermion romanului Algoritmul Monte Carlo, cu prelevare de probe două importanţă etapă.

Francesco Pederiva 1, Malvin H. Kalos 2, Randolph Q. Hood 2
1 Departamentul de Fizica, Universitatea din Trento, prin intermediul Sommarive 14, I-38100 Povo - Trento, şi INFM / CNR DEMOCRITOS Centrul National de Simulare, Trieste (Italia).
2 Laboratorul National Lawrence Livermore, Livermore, CA 94550 (Statele Unite ale Americii)

Originalul fermion Monte Carlo algoritm (MH Kalos şi F. Pederiva, Fiz. Rev lit. 85, 3547 (2000)) a fost îmbunătăţită prin introducerea unui prelevare de probe două importanţă etapă. Această procedură modifică ramificare de perechi de drumeţi semnat pentru a favoriza configuraţii de perechi care contribuie cu semn pozitiv la estimatorii, păstrând în acelaşi timp mediile imparţial.

Ca un caz de testare vom prezenta rezultatele pe gaz omogen de electroni bidimensional cu N = 10 şi N = 26 electroni. Pentru N = 26 caz, în special, pornind de la nodurile definită printr-un factor determinant Slater de unde avionul ne recupera rezultatul estimării tranzitorie a Kwon et al. (Phys. Rev B 53, 7376 (1996)), care a fost obţinută pornind de la funcţiile de refluxul singură particulă. O discuţie cu privire la aplicarea la sistemele chimice vor fi prezentate, de asemenea.

Promitand-a cincea Rung Densitate funcţional: ISTLS Dobson cu Teste pentru Gaze uniforme, suprafete plane, şi Quantum Wells

John P. Perdew, 1 LA Constantin, 1 JM Pitarke, 2 JF Dobson, 3 şi A. Garcia-Lekue4
1Department de Fizică şi Quantum teoria grupurilor, Universitatea Tulane, New Orleans, LA 70118 Statele Unite ale Americii
2CIC nanoGUNE Consolider, Mikeletegi Pasealekua 56, E-2009 Donostia, Ţara Bascilor, Spania
Ştiinţă 3Nanoscale si Centrul de Tehnologie, Universitatea Griffith, Nathan, Queensland 4111, Australia
^ [4} Donostia Fizică International Center (DIPC), Manuel de Lardizabal Pasealekua, E-20018 Donostia, Ţara Bascilor, Spania

Treapta a cincea şi cea mai mare de clasificare Ladder Iacov a functionale aproximative densitate a energiei de schimb de corespondenţă are ca intrări toate ocupată şi neocupată Kohn-Sham orbitali. Mai simplu de-a cincea treaptă-funcţionale se bazează pe apropierea faza aleatoare (RPA) sau diverse corecţii la acesta. În anii 1960, Singwi, Tosi, Terenuri şi Sjoelander (STLS) a propus pentru gazul de electroni uniformă o generalizare a RPA cu o densitate de pereche mai realiste. Recent Dobson et al. [1] au propus o apropiere STLS neomogene, care este nonempirical şi un electron-auto-interacţiune liber. Spre deosebire de RPA, ISTLS prezice o energie corelare precisă pentru gazul de electroni uniforme în trei sau două dimensiuni. Am, de asemenea, găsesc că prezice o energie de suprafaţă exactă pentru jellium [2], şi o variaţie realist de energie dintr-o largă cvasi-bidimensional cuantice bine (descriptibil by functionale densitate semi-locale, cum ar fi apropierea pantă generalizate), până la zero grosimea sau adevarat bidimensional limită [3]. Semi-funcţionale locale nu reuşesc să descrie acest "crossover dimensional". Deşi nu este o ISTLS funcţional uşor să pună în aplicare pentru molecule reale şi solide, astfel de teste pot fi merita efortul. Ca un prim pas în această direcţie, ne propunem teste de ISTLS pentru atomi sferice, pentru a determina în ce măsură această apropiere (şi, de asemenea RPA) este de multe electron-auto-interacţiune fără [4].

[1] JF Dobson, J. Wang, şi T. Gould, Fiz. Rev B 66, 081108 (R) (2002).
[2] LA Constantin, JM Pitarke, JF Dobson, A. Garcia-Lekue, si JP Perdew,
Fiz. Rev lit. 100, 036401 (2008).
[3] LA Constantin, JP Perdew şi JM Pitarke, "Reducere de gaz Electron două dimensiuni în Teoria Densitate funcţională", a prezentat.
[4] A. Ruzsinszky, JP Perdew, GI Csonka, OA Vydrov, şi GE Scuseria, J. Chem. Fiz. 126, 104102 (2007).

Ascuns 2e Boson Încărcare în dopate Izolatori Mott

Philip Phillips
Loomis Laboratorul de Fizica, Universitatea din Illinois, 1110 W. Green St,
Urbana, Il. 61801-3080

Am construit teoria de energie joasă a unui izolator dopat Mott, cum ar fi supraconductorilor la temperaturi ridicate, în mod explicit integrarea pe grade de libertate departe de potenţialul chimic. Fie pentru gaura sau dopaj de electroni, un câmp bosonic taxa 2e apare la redus de energie. Mediază 2e bosonului taxa de transfer dinamic greutatea spectrale peste diferenţa de Mott şi creează o nouă plată de către excitaţie e obligatoriu o gaură. Prezenţa unui nou consum redus de energie de excitare e taxa reprezintă o defalcare fundamentală a teoriei lichidului Fermi ca această excitare nu are nici o corespondenta cu spectrului de frecvenţe în sistem liber. Ca rezultat al acestei noi excitatie, o bifurcare a dispersiei de electroni sub potenţialul chimic obţine astfel cum se observă recent în fotoemisie unghi-rezolvate pe Pb-dopat Bi2Sr2CaCu2O8+ & delta (Pb2212). În plus, vom arăta că 1) mijlocul infraroşu bandă de frecvenţă în conductivitatea optic, 2) T 2 contribuţia la conductivitatea termică, 3) pseudogap, 4) izolante comportament distanţă de jumătate de umplere, 5) de înaltă şi joasă -energie este îndoit în dispersie electron si 6) T-liniar rezistivitatea toate provin din taxa bosonul 2e.

1.) RG Leigh, P. Phillips, şi T.-P. Choy, Fiz. Rev lit. vol.. 99, 46404 (2007).

2. T.-P. Choy, RG Leigh, P. Phillips, şi PD Powell, Fiz. Rev B, vol.. 77, 14512 (2008).

3.) T.-P. Choy, RG Leigh, şi P. Phillips, Fiz. Rev B, vol.. 77, 104524 (2008)

Renormalized cuplate-Cluster Metode: fundamentele teoretice şi Extensia la sistemele de Open-Shell şi mari

Piotr Piecuch, 1,2 Marta Włoch, 1,3 Jeffrey R. Gour, 1 şi Wei Li1
1Department de Chimie, Universitatea de Stat din Michigan, East Lansing, Michigan, Statele Unite ale Americii
2Department de Fizică şi Astronomie, Universitatea de Stat din Michigan, East Lansing, Michigan, Statele Unite ale Americii
3Department de Chimie, Universitatea Tehnologica Michigan, Houghton, Michigan, Statele Unite ale Americii

Dezvoltarea practic o singură structură de referinţă a metodelor electronice care ar putea fi aplicate la cel puţin unele dintre cele mai frecvente situaţii de referinţă multi-, cum ar fi de rupere de obligaţiuni unic, radicali, precum şi biradicals, şi că ar putea oferi o descriere echilibrată a dinamice şi non- efecte dinamice de corespondenţă cu un efort mai mult sau mai puţin black-box este un obiectiv important al chimiei contemporane cuantice. Vom discuta despre unele dintre eforturile noastre spre dezvoltarea unor astfel de proceduri. Concret, ne vom concentra pe idei care au dus la descoperirea si dezvoltarea de renormalized cuplate-abordări de grup [1-3]. The renormalized-cuplate cu dispersie metode, cum ar fi CR-CCSD (T), CR-CCSD (CT), precum şi formularea dimensiunea recent extinsă de CR-CCSD (T), denumit CR-CC (2,3), care sunt toate derivate din expresiile de energie asimetrice care definesc metoda de momente de-cuplate cu dispersie ecuaţii şi care sunt disponibile în pachetul GAMESS, reprezintă o nouă generaţie de un singur referinţă abordări care elimina eşecurile convenţionale cuplate-dispersie aproximări, cum ar fi CCSD (T), ori de câte ori non-dinamice efecte de corespondenţă deveni tot mai important. În plus, CR-CC (2,3) abordarea este la fel de precise ca CCSD (T), atunci când non-dinamice efecte de corespondenţă sunt mici. Vom arăta că relativ ieftin renormalized cuplate-clustere metode oferă o descriere precisă şi echilibrată a căi de reacţie care implică rupere de obligaţiuni, radicali şi biradicals, singlet-triplet lacune în sisteme biradical şi magnetice, şi stările excitate dominate de una şi două- tranziţii de electroni, care să permită o pentru a aborda probleme interesante mecaniciste in biochimice organice şi bioinorganic, şi fotochimie, în cazul în care alte metode pe care o poate permite întâlni dificultăţi. Deşi ne vom concentra în mare măsură de extindere a abordării CR-CC (2,3) pentru a deschide-shell sisteme [3], vom menţiona, de asemenea, dezvoltarea de CR-CC (2,3) şi alte metode de dispersie-cuplate pentru sistemele mari moleculare cu sute de atomi de [4], prin utilizarea în paralel a scalare liniară şi algoritmi vectorized angajarea de corespondenţă locale ansatz denumit "cluster-in-molecula" [5]. Vom sublinia că renormalized-cuplate cu dispersie metode extinde aplicabilitatea convenţionale cu un singur referinţă cuantic-chimice se apropie de CCSD (T), tipul de la rupere de obligaţiuni, căi de reacţie, şi statele excitate, cu o usurinta de un calcul black-box, care poate se efectuează de către experţi, precum şi non-experţi.

[1] (a) Kowalski, K.; Piecuch, P. J. Chem. Fiz. 2000, 113, 18. (B) Piecuch, P.; Kowalski, K. În chimie computaţională, Opinii a tendinţelor actuale; Leszczyński, J., Ed; Lumea stiintifica:. Singapore, 2000; voi. 5, p. 1. (C) Piecuch, P.; Kowalski, K.; Pimienta, ISO; McGuire, MJ Int. Rev Fiz.Chem 2002,. 21, 527. (D) Piecuch, P.; Kowalski, K.; Pimienta, ISO, Fan, P.-D.; Lodriguito, M.; McGuire, MJ; Kucharski, SA, Kus, T.; Musial, M. Theor.Chim. Acc. 2004, 112, 349.
[2] (a) Piecuch, P.; Włoch, M. J. Chem. Fiz. 2005, 123, 224105. (B) Piecuch, P.; Włoch, M.; Gour, JR, Kinal, A. Chem. Fiz.Lit. 2006, 418, 467. (C) Włoch, M.; Lodriguito, M.; Piecuch, P.; Gour, JR Mol.Fiz. 2006, 104, 2149.
[3] (a) Włoch, M.; Gour, JR, Piecuch, P. J. Phys.Chim. În 2007, un, 111, 11359. (B) Piecuch, P.; Gour, JR, Włoch, M.; Int. J. Chem Quantum 2008,. 108, 2128.
[4] (a) Li, W.; Piecuch, P.; Gour, JR, Li, S., în curs de pregătire. (B) Li, W.; Piecuch, P.; Gour, JR, în curs de pregătire.
[5] (a) Li, S., Ma, J., Jiang, Y. J. Comp. Chem 2002,. 23, 237. (B) Li, S.; Shen, J.; Li, W., Jiang, Y. J. Chem. Fiz. 2006, 125, 074109.

Progresele realizate în modelare moleculara cantitative: dezvoltarea de noi domenii vigoare generaţie.

Jean-Philip Piquemal

Laboratoire de Chimie Théorique,
Universitatea Pierre et Marie Curie, UMR 7616 CNRS,
CC 137, 4 Jussieu Place, 75252 Paris Cedex 05, Franţa.
jpp@lct.jussieu.fr

În această convorbire, vom discuta metodologiile disponibile în prezent pentru a evalua mai multe corp interacţiunilor în sistemele biologice. Vom prezenta un nou sistem de descompunere de energie bazate pe orbitals1 localizate, precum şi extinderea analizei topologic al funcţiei Sediu Electron (ELF), la calculul chimic intuitive distribuite electrostatic moments.2 Implicaţii pentru proiectarea de forţă exacte generaţie următoare polarisable câmpuri vor fi discussed.3

Referinţe

1) P. Reinhardt, JP Piquemal şi A. Savin, 2008, a prezentat.
2) J. Pilmé si JP Piquemal, J. Comput. Chem, 2008., XX, XXX, on-line, DOI 10.1002/jcc.20904
3) a JP). Piquemal, GA Cisneros, P. Reinhardt, N. Gresh şi AT Darden, J. Chem. Phys, 2006, 124, 104101;. B) N. Gresh, GA Cisneros, TA Darden si JP Piquemal, J. Chem. Teoria. Comput, 2007., 3, 1960.

Formarea Pâlnie de gheaţă: Comenzi trepte de apă în timpul cristalizare

Payman Pirzadeh, Peter Kusalik
Departamentul de Chimie, Universitatea din Calgary, Alberta, Canada

Pliere de proteine este un proces activ care începe cu formarea de obligaţiuni locale indigene şi a fluxurilor interne, prin interacţiuni cu rază lungă care să minimizeze energia o proteina este liber să conducă la o structura nativa finală. Acest fenomen a fost înţeleasă cu ajutorul unui model numit pliere pâlnia de proteine, care descrie schimbări în conformationale pentru a-parametri (structura de proteine), în paralel cu variabilele termodinamice, cum ar fi energie liberă şi entropia. Deoarece proteinele sunt structuri complicate cu sute de grade de libertate, analiza şi interpretarea lor pâlnie pliere actuală este foarte dificil. În acest studiu de simulare moleculară, vom explora sisteme de apă în stare lichidă în care acestea se cristalizează, acesta este un proces simplu activat ca ne-am putea aştepta să prezinte fenomenologia similare, aşa cum comenzi. Rezultatele noastre arată că, iniţial, de simulare a unor structuri locale, adică pe bază de hidrogen clustere lipite sau inele, se formează în faza lichidă. Aceste inele tind să fie de scurtă durată şi structuri în esenţă, necorelate. Ca unul se apropie de interfaţa gheaţă-apă, populaţia de inele anumitor mijlocii şi modificările lor poziţionale de corespondenţă, de exemplu, numărul de cuplate cinci la şapte inele membru iniţial creşte în regiunea interfata si apoi dispare în faza solidă, în timp ce numărul de cuplate şase la şase inele de membru, care sunt blocurile de gheaţă, continuu creşte la costul de dimensiuni celalalt inel. Prin analogie cu proteine, deşi cu avantajul unui număr mult mai mic de grade de libertate, suntem capabili să demonstreze că formarea de gheaţă pot fi văzute şi să aibă loc în etape în cazul în care aceste etape corespund unor niveluri specifice de ordine.

O formulare alternativă a Mukherjee de stat specifice teorie MRCC cu termene de cuplare mai simple

Jiri Pittner
J. Heyrovsky Institutul,
Academia de Ştiinţe a Republicii Cehe,
Dolejskova 3,
CZ-18223 Praha

O formulare alternativă a Mukherjee de stat specifice teoria MRCC vor fi prezentate, ceea ce duce la ecuaţii de amplitudine pe deplin echivalente cu cele originale, dar care conţin în mod explicit un termen de dependentă de energie similare la ecuatiile Brillouin-Wigner MRCC. Pe langa manifestă o relaţie strânsă între cele două metode MRCC, această formulare duce la o formă mai simplă a termenilor de cuplare, care conţin un singur exponenţială a operatorului cu dispersie, mai degrabă decât un produs de doi exponentiale.
Am implementat recent teoria Mukherjee a MRCC la SD şi SD (T), nivelurile în cadrul programului Aces II. Rezultatele calculelor prima care furnizează evaluarea exactităţii şi compararea cu anterioare MR BWCCSD (T), rezultatele vor fi afişate.

Simetria-adaptat parametrilor de spectroscopie ("invarianţilor integrantă") pentru atomic d N şi icosahedral h state N

Boris Plakhutin
Laboratorul de chimie cuantica, Boreskov Institutul de catalizare, Academia Rusa de Stiinte

Ne raportăm la evoluţiile recente din teoria "invariantilor integral" [1], care este o extensie a clasic Slater-Racah teoriei atomice în molecule de înaltă simetrie neliniare. Atenţia principală este acordată analizei specifice de grup teoretic paradox numit un "non-Bethe de divizare pe termen" [2], care urmează atât din partea teoriei atomice [3] şi teoria invarianţilor integrantă [2,4] atunci când compararea spectre de energie din state care rezultă din două configuraţii legate de electronice,
            [(10) N, O+ (5)] ↔ [d N, O+ (3)],             (1)
si
            [d N, O+ (3)] ↔ [h N, (I, I h)],               (2)
respectiv, în cazul în care (10) este de cinci ori degenerată irrep al grupului ortogonale O+ (5). Esenţa de "non-Bethe de separare termen" este faptul că poziţia divizat d state N (1) pe scara de energie în raport cu poziţia de mamă (10) N state reprezentate în ceea ce priveşte parametrii spectroscopice the Racah "nu respectaţi condiţiile de Bethe familiar ", iar acelaşi lucru este pentru statele (2).

În această lucrare vom defini mai întâi fundamentale (simetria-adaptat) parametrii spectroscopice pentru d atomice şi coji de icosahedral h. Spectrele energetice ale statelor (1) şi (2) reprezentate în ceea ce priveşte noii parametri, numită "invarianţilor integrantă", să ia forma uimitor de simplu şi fizic limpede, fără a discutat despre "paradoxul". Valorile numerice ale acestor parametri au fost estimate de calcule ROHF and FCI-RAS de atom Mn şi Mn endofullerene @ C60 (I h}).
Această lucrare a fost sustinuta de RFBR (de finanţare nr 06-03-32587), precum şi de acordarea de Cercetari Fundamentale din Chimie şi ştiinţa materialelor Secţiunea a Academiei de Ştiinţe a Rusiei.

Referinţe...

[1] Plakhutin BN, în: Modern Review Quantum Chimie (World Scientific, 2002), Vol.. I, pp. 16-42.
[2] Plakhutin BN, J. Chem. Fiz. 119 (2003) 11429.
[3] G. Racah, Fiz. Apoc. 76 (1949) 1352.
[4] BN Plakhutin şi R. Carbo-Dorea, Fiz. Lit. A 267, (2000) 370; ibid, 279 (2001) 102.

Structura Multiplet of endofullerenes metalice plătesc M @ C60+ q (M = Mn, Cr, Fe) cu electronic de configurare h N

AV Moskvin, 1 AV Novikov, 2 NN Breslavskaya, 3 şi BN Plakhutin 1
1 Boreskov Institutul de Cataliza, Academia Rusă de Ştiinţe, Novosibirsk, Rusia
2 Institutul de Matematică Computaţională şi Geofizică matematică RAS, Novosibirsk, Rusia
3 Institutul de Chimie Anorganică generale şi RAS, Moscova, Rusia

Structura Multiplet de cationi de C60q+ (I h) şi a endofullerenes perceput de metal M @ C60q+ (I h), având în sistemul electronic de configurare h N a fost studiată la un număr de lucrări anterioare [1-3]. Dezavantajul comună a structurilor raportate în [1-3] este faptul că poziţia statelor N h pe scara de energie nu se corelează cu poziţia respectivă mamă atomic d N state, cum este cerut de teoria grupurilor [4]. În practică, acest inconvenient conduce la unele predicţii non-fizice, cum ar fi aşa-numitele "non-Bethe lui" divizarea d state N [1] şi / sau trecerea incorectă a grupurilor de h state N pe scala de energie cu privire la reciproc [2-3] (pentru o discuţie, a se vedea Ref. 4).
Aici vom raport structura multiplet of endofullerenes metalice plătesc M @ C60q+ (I h) (M = Mn, Cr, Fe), bazate pe utilizarea de noi simetrie-adaptat parametrilor spectroscopice ("invarianţilor integrantă") pentru icosahedral h shell [5]. Valorile numerice ale acestor parametri au fost derivate din non-empirice ROHF and FCI-RAS (Full CI în Active Space restrictionata) calculele din metale endofullerenes M @ C60q+ (I h), având în configuraţia deschis-coajă h N.

O atenţie deosebită se acordă analizei poziţiei statelor N h pe scala de energie cu privire la poziţia de mamă atomice d state N şi de caracterul specific al împărţirii degenerate 2H atomice (d 3) şi 2P (d 3), statele membre în domeniul icosahedral.

Această lucrare a fost sustinuta de RFBR (de finanţare nr 06-03-32587), precum şi de acordarea de Cercetari Fundamentale din Chimie şi ştiinţa materialelor Secţiunea a Academiei de Ştiinţe a Rusiei.

Referinţe...

[1] BN Plakhutin şi R. Carbo-Dorea, Fiz. Lit. A, 267 (2000) 370.
[2] AVNikolaev and KHMichel, J. Chem. Fiz, 117 (2002) 4761..
[3] M. Wierzbowska, M. Luders, şi E. Tosatti, J. Phys. B. 37 (2004) 2685.
[4] Plakhutin BN, J. Chem. Fiz. 119 (2003) 11429.
[5] Plakhutin BN, publicat în această carte.

Modelare multiscalară pentru proteine si ADN-ul

Steven Plotkin1
1Department de Fizica, Universitatea din British Columbia

Mă voi rezuma şi ilustra evoluţiile noastre recente în mazarat modele computaţionale de biomolecule. Cu modele suficient de precis, unei game largi de fenomene Biomolecular poate deveni un loc de joacă teoreticieni, în cazul în care diversitatea bogată de mecanism biologic sau patologie pot fi cuantificate fizico-chimic şi elucidat în mod corespunzător sau prezis. I se va concentra pe fenomenele de pliere de proteine si misfolding, precum şi dinamica ADN-ului în translocaţie. Eu va pune, de asemenea, şi apoi răspunde la o întrebare fundamentale specifice inspirate de Biomolecular auto-organizare şi compararea structurale, şi anume cum să generalizeze noţiunea de distanţa până la obiecte mai mari dimensiuni, cum ar fi polimeri.

Langevin dinamica dincolo de apropierea liniară

AV Plyukhin
Universitatea din Saskatchewan

Formularul standard al ecuaţiei Langevin, care descrie evolutia unui grad lent de libertate într-un complex de multe-corp de sistem, implică forţa de disipare, care este liniară în viteză. O astfel de descriere, de obicei, corespunde cu cel mai mic apropierea ordine într-un parametru mic, care controlează de lentoarea cu un grad vizate de libertate. Dincolo de cele mai mici ordinea, forţa disipative conţine non-linear corecţii. Desi mici, aceste corecţii poate duce la efecte subtile ale interacţiunii dintre zgomot şi nelinearitate, care sunt complet spălate atunci când se foloseşte convenţional liniar ecuaţia Langevin. De exemplu, într-un ansamblu de non-interactiv particule browniene o viteza medie finit pot dezvolta temporar, chiar dacă aceasta este zero iniţial. Un alt aspect interesant este ergodic proprietăţi: dincolo de apropierea liniară de relaxare la echilibrul Boltzmann-Gibbs, a fost demonstrată doar pentru modelele idealizate, cu adevărat Markovian. I se sublinia progresele recente în domeniu şi problemele să fie rezolvate.

Structura şi proprietăţile cristale moleculară de la vremii Potenţialele Prima intermoleculare Principii

Rafal Podeszwa, 1,2 Betsy M. Rice, 3 şi Krzysztof Szalewicz2
1 Facultatea de Chimie, Universitatea din Varşovia, Pasteura 1, 02-093 Varşovia, Polonia

2 Catedra de Fizică şi Astronomie, Universitatea din Delaware, Newark, DE 19716, Statele Unite ale Americii

3 US Army Laboratorul de Cercetare, Aberdeen solului Dovedind, Maryland 21005, Statele Unite ale Americii

Simetria-adaptat teoria perturbatiilor (sapt), bazat pe Kohn-Sham orbitali şi frecvenţa dependentă de susceptibilităţile densitate [sapt (DFT)] [1,2] a fost demonstrat de a oferi o precizie similară de energii interacţiune ca la nivel înalt val-funcţia- Metode bazate pe [1,3], cu un cost redus foarte mult de calcul [2,4]. The sapt (DFT) metodă este deosebit de util pentru sistemele cu o componentă de dispersie dominantă de la supermolecular abordare DFT nu complet, în acest caz. În special, π-π interacţiuni a fost modelat cu o precizie foarte buna [5, 6].

Am demonstrat [7], că potenţialele intermoleculare obţinute cu sapt (DFT) oferă suficientă acurateţe şi eficienţa numerice pentru proprietăţile estimarea de două cristale moleculare: trinitramine cyclotrimethylene (RDX) şi benzen. Sapt (DFT) potenţială a dimerului RDX [8] a fost folosit în simularea de mai multe structuri ipotetice cristal RDX. Rezultatele simulărilor a arătat că structura corespunzătoare reţelei cristaline experimental are cel mai mic de energie. Pentru potenţialul de cristal benzen, sapt (DFT) pe bază de [5], împreună cu trei-corp sapt (DFT) non-aditiv corecţii [9], a cedat energia zăbrele o precizie de câteva procente din valorile experimentale, în mod semnificativ mai bine decât alte metode bazate pe principii prima [10]. De descompunere a energiei prezinta importanta mare interacţiunii dispersiei în legarea de cristal ale ambelor sisteme.

[1] AJ Misquitta, R. Podeszwa, B. Jeziorski, şi K. Szalewicz, J. Chem. Fiz. 123, 214103 (2005).
[2] R. Podeszwa, R. Bukowski, şi K. Szalewicz, J. Chem. Teoria Comput. 2, 400 (2006).
[3] R. Podeszwa şi K. Szalewicz, Chem. Fiz. Lit. 412, 488 (2005).
[4] R. Bukowski, R. Podeszwa, şi K. Szalewicz, Chem. Fiz. Lit. 414, 111 (2005).
[5] R. Podeszwa, R. Bukowski, şi K. Szalewicz, J. Phys. Chim. A 110, 10345 (2006).
[6] R. Podeszwa şi K. Szalewicz, Fiz. Chim. Chim. Fiz 10, în presă, DOI:. 10.1039/b719725j (2008).
[7] R. Podeszwa, BM Rice, şi K. Szalewicz, urmează să fie publicate.
[8] R. Podeszwa, R. Bukowski, BM Rice, şi K. Szalewicz, Fiz. Chim. Chim. Fiz. 9, 5561 (2007).
[9] R. Podeszwa şi K. Szalewicz, J. Chem. Fiz. 126, 194101 (2007).
[10] WB Schweizer şi JD Dunitz, J. Chem. Teoria Comput. 2, 288 (2006).

Traseul semiclasice cuantum dinamica in timp real

Eli Pollak
Chimică Departamentul de Fizica
Weizmann Institute of Science
76100, Rehovoth, Israel

eli.pollak @ weizmann.ac.il

Una dintre provocările cu care se confruntă Chimie teoretică şi fizică este modul de calcul al dinamicii cuantice în sisteme complexe. Datorită naturii oscilatorii de proprietati mecanice cuantice, această problemă a ramas evaziv chiar si cu stadiul actual al instalaţiilor de artă de calcul. Problema este de două ori. Unul trebuie să rezolve pentru dinamica, iar acest lucru ar trebui să fie făcut pe acoperi folosind actual zi ab-initio coduri. Nevoia de o metodologie generală nu poate fi exagerată, deoarece capacitatea de calcul dinamicii cuantice în timp real, ar avea un impact intelegerea noastra de subiecte diverse, cum ar fi spectroscopie, dinamica moleculara reacţie, fizica corpului solid, ab-initio chimie cuantica, cuantice de calcul, Bose -Einstein condensate de a numi doar câteva.

În această convorbire voi discuta semiclasice iniţială abordare reprezentare valoare. Folosind o teorie timp roman perturbatiilor dependente, voi arăta că apropierea semiclasice la propagatorul exact cuantic poate fi considerată a fi zero, termenul-lea ordine într-o expansiune dependente de timp perturbarea teoria propagator exact. Acest lucru conduce la perspectiva noua profunde în dinamica cuantica. Exact dinamica cuantice pot fi obţinute doar de la căile clasice. Adânc tunel este efectuată prin căi clasice coerent. Noi şi eficiente propagatori aproximative semiclasice poate fi utilizat pentru a îmbunătăţi proprietăţile de convergenţă.

Un avantaj distincte de semiclassics este că are nevoie de numai informaţii locale cu privire la câmpul de forţă şi aşa este, în principiu, cedat la on the fly ab-initio calcule. Un prim exemplu de ab-initio dinamica semiclasice va fi prezentat pentru spectrul de absorbţie de formaldehidă. Aplicaţii adiţionale va include o comparaţie cu apropierea Wigner clasice, relaxare vibrationala si la teoria generala semiclasice pentru sistemele disipative.

Prolina şi control proteine Glicină de auto-organizare în fibre elastomerice sau amiloid

Régis prajiti
Structura moleculară şi funcţii, Spitalul de copii bolnavi, precum si Departamentul de Biochimie, Universitatea din Toronto, Toronto, Ontario, Canada

Elastina este proteina polimerice matricei extracelulare, care prevede ţesuturi extensibil, cum ar fi arterele mari şi alveolelor pulmonare, cu propensiunea spre recul elastic. În schimb, fibrele de amiloid sunt o stare patogenă de proteine asociate cu degenerarea tesutului in numeroase boli debilitante, inclusiv boala Alzheimer, encefalopatii spongiforme transmisibile, precum şi diabet zaharat de tip II. Deşi ambele elastina-plac şi amiloid, ca rezultat materiale de la agregare şi auto-organizare a proteinelor în fibre, baza moleculara a lor proprietăţi fizice diferite este prost inteleasa. Aici vom studia proprietăţile structurale ale statelor monomere şi agregate a unui set de peptide modelat după secvenţele de elastina, similar şi amyloidogenic folosind simulari moleculare. Am demonstrat că peptidele elastina-plac şi-amiloid ca sunt separabile, pe baza legăturii de hidrogen peptid-peptidic si hidratare coloana vertebrală. Comparaţia dintre secvenţe similare indică faptul că aceste proprietăţi sunt modulate de prolina si glicina. În consecinţă, analiza secvenţelor de diverse, inclusiv cele de elastina, amyloids, matasea păianjen, gluten de grâu, coji de ouă soparla, si insecte resilin, relevă un prag în compoziţia prolina si glicina de mai sus, care formarea amiloid este împiedicată şi proprietăţi elastomerice devin evidente. Capacitatea predictiva a acestui prag este confirmată de auto-asamblare a peptidelor amyloid recombinant în una sau elastina-ca fibrils. Descoperirile noastre de sprijin unui model unic de agregare de proteine, în care hidratare şi tulburare conformationala sunt cerinţe fundamentale pentru functia de elastomeri.

Coulomb-corectată în traiectoriilor puternice de câmp cu ionizare

SV Popruzhenko 1,2 şi D. Bauer 1
1 Institutul Max Planck pentru Fizică Nucleară, Postfach 103980,69029 Heidelberg, Germania, e-mail: dbauer@mpi-hd.mpg.de

2 Moscova Inginerie Institutul de Fizică, Kashirskoe Shosse 31, 115409, Moscova, Rusia, e-mail: poprz@theor.mephi.ru

Am raportat pe o teorie recent dezvoltat de ionizare puternice multiphoton domeniul de atomi, care se bazează pe apropierea de comun Acceptăm domeniu puternic [1], şi include efectele câmpului Coulomb cu bataie lunga a rezidual atomice la o extindere pe care, noi credem, nu a fost niciodată atins înainte. Pentru a ţine seama de efectele domeniul Coulomb vom folosi tehnica de traiectorii clasice de înmulţire în timp şi spaţiu imaginar (traiectorii complex cuantice) [2]. Rezultatul este un simplu acceptabil semi-analitice teoria de ionizare în domenii de polarizare arbitrare, aplicabile în tunelare, precum şi în regimul multiphoton în cazul în care parametrul γ Keldysh este mic sau mare cu privire la unitate, respectiv. Un avantaj esenţial al teoriei este că se ocupă cu traiectorii complexe în loc de funcţii de undă. În acest fel, metoda noastră pot fi considerate complementare la un alt nouă abordare a prezentat recent la aceeaşi problemă bazate pe utilizarea de apropiere Eikonal-Volkov pentru funcţiile de undă [3].

Va prezentam mai multe comparaţii între predicţiile teoriei noastre şi rezultatele exacte numerice obţinute din solutie a ecuatiei Schroedinger dependenta de timp. Aceasta include:
(I) asimetric distributiile unghiulare pentru ATI într-un câmp polarizat eliptic;
(Ii) structurile de interferenţă a spectrelor ATI într-un domeniu liniar polarizată;
(Iii) rate totale de ionizare a atomilor şi ionilor într-un intens câmp de înaltă frecvenţă în cazul în care parametrul Keldysh γ>> 1, precum şi
(Iv) cu laser-induse de populaţia din statele Rydberg în impulsuri scurte cu laser intense.

Pentru cazurile (i) - (iii) vom demonstra acord cantitativ cu rezultate exacte numerice si arată că efectul câmpului Coulomb este de o importanţă principal. În special, ne arată că, în limita multiphoton consolidarea Coulomb-induse a ratei de ionizare totală pare a fi o şi mai pronunţată ordine de mărime decât efect este cunoscut pentru limita de tunelare. Pentru efectele (i) şi (iv) vom prezenta, de asemenea, compararea rezultatelor noastre cu datele disponibile şi de a formula ce fel de măsurători sunt de dorit pentru a oferi comparaţii mai instructiv cu teoria.

Această lucrare a fost sustinuta de Deutsche Forschungsgemeinschaft.

[1] LV Keldysh, Zh. Eksp. Teor. Fiz. V.47, 1945 (1964) [SOV. Fiz.- JETP V.25, 1307]; FHM Faisal, J. Phys. B V.6, L89 (1973); ÎR Reiss, Fiz. Rev A V.22, 1786 (1980).

[2] P. Salieres, B. Carre, L. Le Deroff, et al, Ştiinţă V.292 (5518), 902 (2001);. VS Popov, Fiz. USP. V.47, 855 (2004).

[3] Olga Smirnova, Michael Cheie şi Mişa Ivanov, Fiz. Rev V.77, 033407 (2008).

Dinamica pe scara nanometrica: Time-domeniu de studii ab initio de puncte cuantice si nanotuburi de carbon.

Oleg V. Prezhdo
Departamentul de Chimie, Universitatea din Washington, Seattle, WA 98195-1700, Statele Unite ale Americii

Miniaturizarea dispozitiv necesită o înţelegere a reacţiei dinamice a materialelor de pe scara nanometrica. O mare de lucru teoretice şi experimentale a fost dedicată caracterizează excitaţie, taxa, spin, şi dinamica vibrationale intr-o varietate de materiale noi, inclusiv nanotuburi de carbon, puncte cuantice, polimeri efectuarea, semiconductori anorganici şi chromophores moleculare. Am dezvoltat de stat-of-the-art non-adiabatice tehnicile moleculare dinamică şi pusă în aplicare în timp le-dependente de densitate teoriei funcţionale în scopul de a modela procesele ultra photoinduced în aceste materiale la nivel de atomistă, si in timp real.

Interacţiunile electron-fononice in nanotuburi de carbon (CNT) a determina timpul de raspuns de switch-uri optice şi de porţi logice, gradul de încălzire şi pierderi de energie în fire CNT şi cu efect de câmp tranzistori, şi chiar şi un mecanism de superconductivity. Ab initio nostru de studii of CNTs imita în mod direct datele experimentale şi să dezvăluie o serie de caracteristici neaşteptate, inclusiv relaxarea rapid intraband intrinseci şi recombinarea electron-gol, importanţa de defecte, dependenţa ratei de relaxare asupra energiei de excitare şi intensitatea şi o înţelegere detaliată a rolului de moduri de fononice activă.

Quantum puncte (zilnic) sunt cvasi-zero, structuri dimensionale, cu o combinatie unica de proprietati moleculare şi în vrac. Ca rezultat, QDs prezintă proprietăţi fizice noi, cum ar fi multiplicarea transportator, care are potentialul de a creste foarte mult eficienta celulelor solare. Electron-fononice şi relaxare Auger in QDs concura cu multiplicare de transport. Studiile noastre detaliată a proceselor concurente în QDs PbSe raţionaliza ce transportator de multiplicare a fost observat pentru prima oara în acest material.

Nostru în timp real simulări atomistă a crea o imagine detaliată a acestor materiale, ne permit să compare şi să contrast proprietăţile lor, şi să furnizeze o descriere unificator al dinamicii cuantice pe scara nanometrica.

La calcularea proteine-ligand absolut obligatorii energiilor liber and entropiile prin căutare exhaustivă

Enrico O. Purisima and Hervé Hogues
Biotehnologia Institutul de Cercetare
Consiliul National de Cercetare din Canada
6100 Royalmount Avenue, Montreal, Quebec H4P 2R2 Canada

In locul de munca anterioare, am dezvoltat o forta pe teren funcţia de scoring, care utilizează energiile solvatate interacţiune (SIE) pentru a prezice absolut energiile obligatoriu gratuit (JCIM, 47, 122). O eroare de medie nesemnate de 1,3 kcal / mol a fost obţinută pentru un set de date diferite de montare de 99 de proteine-ligand complexe. Cu toate acestea, un factor de scalare empiric de aproximativ 0,1 a fost necesară pentru a aduce SIE la acelaşi interval ca şi energiile experimental obligatoriu gratuit. Am emis ipoteza ca acest lucru sa datorat entalpie-entropia de compensare şi a menţionat că gradul de compensare a fost aproape de ceea ce Gilson si colegii au observat în calculele lor. În această lucrare, vom explora rolul de entropie configurational in reducerea magnitudinea de energie libere obligatoriu. Noi folosim căutare exhaustivă conformationala pentru a construi funcţia de partiţie, care să permită calcularea directă a energiei libere obligatorii şi contribuţia entropice. Ca un caz test de ilustrativ luăm în considerare obligatorie a unei serii de liganzi mici nepolare la o cavitate internă în mutant L99A de lizozimă T4.

Intramoleculare Quantum chimice Cinetica si încălcări Simetria de Spectroscopie High Resolution

Martin Quack
ETH Zurich, Laboratorul de Chimie Fizica, CH-8093 Zurich, Elveţia, Martin@Quack.ch

Intramoleculare cuantic procesele dinamice primară formează baza pentru cinetica de reactii chimice. Vom introduce acest subiect cu o discuţie de o mare varietate de scale de timp pe care aceste procese au loc şi cum pot fi în mod natural ordonate după intermediul unor încălcări simetrie succesive [1, 2, 3].

În partea principală de curs, ne prezintă un raport privind progresele înregistrate recent în cadrul proiectului Zurich asupra dinamicii cuantice de încălcare paritate în molecule chiral. După descoperirea noastră [4, 5, 6] că paritatea încalcă diferenţele de energie & E Deltapv in enantiomerii de molecule chiral sunt, de obicei una la două ordine de mărime mai mari decât cele anticipate pe baza lucrărilor teoretice mai vechi, perspectivele pentru a face experimente cu succes de-a lungul liniilor de a propus mai mult de două decenii în urmă [7] arata foarte bine, într-adevăr. Vom rezuma starea curentă a muncii noastre spectroscopice şi teoretice, precum şi de abordări alternative în alte laboratoare (a se vedea, de asemenea, revizuirea recentă [3]).

Dacă timpul ne permite, vom discuta, de asemenea, implicaţiile pentru homochirality Biomolecular [8], precum şi pentru studiul de încălcări simetrie fundamentale, cum ar fi speculative simetria CPT-încălcare a [1, 9], precum şi ISTCP-simetrie încălcare [10].

Referinţe...
[1] Quack, M., "Molecular femtosecond cuantic dinamica între zile mai puţin de yoctoseconds si mai mult: Experiment şi teoria", Capitolul 27 din ".. Chimie femtosecond, Proc Berlin Conf. Chimie femtosecond, Berlin (martie 1993)", Manz, J.; Woeste, L., Eds. Verlag Chemie: Weinheim, 1995; pp 781-818.
[2] Quack, M., "Rezultate veche la Quantum cinetica chimică din Spectroscopie High Resolution" in "Computation în ştiinţa modernă şi Inginerie: Lucrările Conferinţei Internaţionale privind metode de calcul în ştiinţă şi inginerie 2007 (ICCMSE 2007), Corfu, Grecia, 25-30 septembrie 2007 ", AIP Proceedings Conferinta 963, Simos, TE; Maroulis, G., Eds. Institutul American de Fizica: 2007; voi. 2, partea A, PP 245-248.
[3] Quack, M.; Stohner, J.; Willeke, M., Annu. Rev Fiz. Chim. 2008, 59, 741-769.
[4] Bakasov, A.; Ha, TK; Quack, M., "Ab initio calcularea energiilor moleculare, inclusiv interacţiunile paritatea încalcă" în "Evolutia Chimie, Fizica originea şi evoluţia vieţii, Proc a 4-a Conferinţă Trieste. (1995) ", Chela-Flores, J.; Raulin, F., Eds. Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, 1996; pp 287-296.
[5] Bakasov, A.; Ha, TK; Quack, M., J. Chem. Fiz. 1998, 109, (17), 7263-7285.
[6] Berger, R.; Quack, M., J. Chem. Fiz. 2000, 112, (7), 3148-3158.
[7] Quack, M., Chem. Fiz. Lit. 1986, 132, (2), 147-153.
[8] Quack, M., Angew. Chim. Int. Ed. (Engl.) 2002, 114, 4618-4630.
[9] Quack, M., "electro-chimie cuantica si dinamica încălcare paritate în molecule chiral" in ". Structura Modelarea moleculară şi reactivitate în sistemele biologice, Proc saptea WATOC Congres, Cape Town ianuarie 2005", Naidoo, KJ; Brady, J.; câmp, MJ; Gao, J.; Hann, M., Eds. Royal Society de Chimie: Cambridge, 2006; PP 3 - 38.
[10] Quack, M., Abstract pentru Congres a şasea a Societatii Internationale de Chimie Fizica Teoretica (ISTCP-VI), Curs plenare (Vancouver, nouăsprezece-24 iulie 2008)

QM / QM Electronic Modele Încorporarea pentru Chimia Materialelor

Krishnan Raghavachari, Hrant P. Hratchian and Priya V. Parandekar
Catedra de Chimie
Indiana University
Bloomington, IN 47405

Dezvoltarea de modele precise şi general aplicabile pentru molecule mari / materiale continuă să fie o provocare majoră cu care se confruntă comunitatea de chimie cuantica. De modele hibride, cum ar fi populare pe bază de ONIOM QM / QM sisteme (în cazul în care regiunea centrală şi regiunea din jur sunt împărţite şi tratate cu două niveluri diferite de teorie), ofera un promiţătoare cale de acces pentru modelarea sistemelor mari. Cu toate acestea, în aproape toate aplicaţiile QM / QM publicate în literatura de specialitate până în prezent, doar un sistem de includere mecanic este folosit şi cuplarea între cele două regiuni este tratată numai mecanic cu undă în regiunea centrală afectată de structura electronică a regiunii înconjurătoare. Suntem în curs de dezvoltare în prezent o serie de scheme de includere electronice pentru simulari mai realiste. Ierarhia care rezultă, în cazul în care variază de tratament din punct de taxa simplu încorporarea to integrale interacţiune în matricea Hamiltonianul, vor fi discutate. Vom descrie, de asemenea, statutul nostru de dezvoltare actuale şi rezultatele prezente la cererile iniţiale la studii materiale.

Cale-Integral Monte Carlo pentru a Abordarea Puţine-Electron Molecule

Ilkka Kylänpää, Markku Leino and Tapio T. Rantala
Departamentul de Fizică, Universitatea de Tehnologie din Tampere
POBox 692, FI-33101 Tampere, Finlanda

Evaluarea structurii electronice a materiei este problema fundamentală abordate în chimie cuantica. Aproximări de stat multe-electron cuantice sunt în mod convenţional căutate cu metode bazate fie pe formalismul funcţia de undă (incepand de la Hartree-Fock, HF) sau teoria densitate-funcţională (DFT). Ambele aceste abordări se bazează pe soluţii numerice ale ecuatiei Schrödinger într-o formă. Aici, vom prezenta o abordare alternativă bazată pe cuantice Monte Carlo (QMC) şi să efectueze unele teste simplu cu puţine molecule-electron.

Cale-Integral Monte Carlo (PIMC) Abordarea se bazează pe evaluarea directă a matricei densităţii cuantice statistice ale sistemului de multi-electroni. Această abordare implică anumite caracteristici specifice. Întrucât abordările convenţionale electronice structura "nu sunt bune", inclusiv la multe-corp fenomene de electroni, dar tratamentul de schimb să fie mai simplă, pentru PIMC caz este opus. Multe-corp efectele sunt aproape trivial incluse, dar interacţiunii de schimb de numărare este mult mai implicat. În plus, temperatura finit o stare mixt în loc de eigenstates pur trebuie să fie asumat. De asemenea, Nascut-Oppenheimer apropiere poate fi refuzată şi a dinamicii cuantice de nuclee pot fi incluse direct.

Vă prezentăm structura PIMC electronice şi care provin legate de proprietăţile moleculare pentru unele cazuri test simplu: atom de hidrogen, molecule şi Ion moleculară [1]. Am demonstrat, de asemenea, şi evalua efectele mici de cuplare a dinamicii nucleare şi electronice, corelatii finite de temperatură şi electronice. În final, avantajele şi trage-back-uri ale metodei va fi evaluat cu spirit critic.

[1] I. Kylänpää, M. Leino şi TT Rantala, Fiz.Rev A 76, 052508 (2007).

Scalarea polinom de probleme spin

Vitaly A Rassolov
Departamentul de Chimie şi Biochimie
Universitatea din Carolina de Sud

Una dintre principalele provocări ale chimie cuantica este scalarea exponenţială de căutare de energie la sol de stat. În cele mai multe cazuri de interes chimice, electronii sunt puternic cuantificat. Acest lucru face posibilă utilizarea apropierea câmp medie (sau un punct de plecare unic factor determinant), cu corecturi diferite. Susţinem că unul dintre dezavantajele principale ale unui singur determinant este incapacitatea sa de a descrie spin cuplaje corect, fie în spin-restrânse, sau în spin-nerestricţionat versiuni. S-au dezvoltat multe scheme care reduc erorile de descriere de spin. Pentru cele mai bune din cunoştinţele noastre ele sunt fie aproximative, sau scară exponential cu dimensiunea sistemului. Vom arăta că este posibil să avem un model practic cu descrierea spin riguros corectă şi cu scalarea polinomial.

Aplicatii extreme de impulsuri cu laser attosecond: dinamica de calc incoerente sau coerente

Jan M Rost
Institutul Max Planck pentru Fizica sistemelor complexe, Dresda, Germania

Odată cu apariţia tehnologiei laser attosecond puls, se pune întrebarea ce se poate fi folosit pentru, la fel ca în primele zile de impulsuri laser femtosecond. Vom demonstra potentialul de a două aplicaţii complet diferite.
Prima dintre ele este de a utiliza impulsuri attosecond laser pentru a observa dinamica ultrarapizi tranzitorii care se termină atunci când particulele ajunge la detector. În consecinţă, astfel de procese au scăpat de observare până în prezent. Ca un exemplu, vom discuta despre perceperea internă a unui cluster de gaze rare, în timpul iluminare, cu un puls puternic laser femtosecond. This încărcare, ţinând de ordinul a 10 FS, pot fi urmărite prin pulsuri attosecond întârziat în mod corespunzător [1].

În al doilea rând, vom discuta despre o pieptene of wavepackets electronice, creat de un tren de impulsuri attosecond în prezenţa unui câmp puternic laser infraroşu. Această extrem de coerent de electroni dinamica duce la efecte complicate in ionizarea unică de atomi sau molecule atunci când întârzierea de tren de impulsuri attosecond cu privire la laser infraroşu este variat [2].

[1] Ionut Georgescu, Ulf Saalmann şi Jan M. Rost, Fiz. Rev lit. 99, 183002 (2007)

[2] P. Johnsson, J. Mauritsson, T. Remetter, A. L'Huillier and KJ Schafer, Fiz. Rev lit.
99, 233001 (2007), Paula Riviere, Camilo Ruiz şi Jan M Rost, Fiz. Rev A 77, 033421
(2008)

Îmbunătăţirea Reptation cuantice Monte Carlo

Wai Kong Yuen, 1 Robert D. Giacometti 2 şi Stuart M. Rothstein 2,3
Brock University, St Catharines, Ontario, L2S 3A1 CANADA

1 Departamentul de Matematică
2 Catedra de Chimie
3 Catedra de Fizică

De la publicarea sa, reptation cuantic Monte Carlo algoritm de S. Baroni and Moroni S. (1999 Fiz. Rev Lett 82, 4745). A fost aplicată mai multe probleme importante în fizică. După discutarea fundaţii algoritmului matematic, ne propune două noi pe baza unor ipoteze de relaxare sale, şi a ilustra facilitatea de proprietăţile lor pentru estimating de molecule mici.

Ab initio Studiul structurii interfacial si dinamica in polimeri Membrane electrolitice

Ata Roudgar, Sudha P. Narasimachary şi Michael Eikerling
Departamentul de Chimie, Universitatea Simon Fraser, Burnaby, Canada

Proprietăţi transport şi stabilitatea protoni-conductoare polimer membrane electrolitic (PEM) depind de arhitectura chimice, separare a fazelor la mezoscara, şi morfologia mod aleatoriu de la macroscopice. Înţelegerea acestor relaţii este vitală pentru proiectarea PEM avansate. Calculele noastre se concentrează pe dinamica concertate a sidechains flexibile plătesc, moleculele de apă, şi protonii în interiorul PEMS. Am efectuat calcule ab initio pentru un model care constă dintr-o matrice 2D hexagonală de grupuri de flexibile suprafaţă acide (SG), cu obiective imobilizate si o molecula de apă pe SG., Modificarile DCC separaţii SG şi de a explora conformaţiei corespunzătoare separatie şi puterea de legare de apă. La DCC mici, hidratat minim este puternic corelat şi slab interactioneaza cu o moleculă de apă suplimentară (<0.1eV). La o separare critică Secretarul General al dCCts ~ 6.7Å am gasit o tranziţie între conformaţiei puternic corelate şi cluster-cum ar fi grupuri de suprafaţă. Această tranziţie include transfer de protoni. Am identificat obţinute hydronium, suprafaţă de rotaţie de grup, şi de suprafaţă înclinând grup drept coordonate colectiv care declanşează această tranziţie. Am explorat căi de tranziţie prin calcularea parcele contur din totalul de energie în funcţie de aceste trei coordonate colective pentru 3 valori ale dCCts dCCaround ~ 6.7Å. Bariera de energie la DCC = dCCts este 0.55 ~ eV. În scopul de a explora schimbul de protoni între stratul de suprafaţă şi moleculele adiacente apa, am adăugat un strat suplimentar de molecule de apă 14. Rezultatele noastre arata ca la dCCts SG slab interacţionează cu un strat de apă secunde (~ 0.1 eV / SG). În general, rezultatele calculelor noastre oferi perspective valoroase fundamentale în mecanismele de transport de protoni în PEMS la temperatură ridicată şi hidratare minime pe care ne propunem să exploateze în vederea membrană de proiectare avansate.

Simularea Dinamica obiective de reacţie a reactiilor catalitice, prin prelevare de probe trasei

Christopher N. Rowley şi Tom. K. Woo
Centrul de Cercetare şi Inovare Cataliza
Catedra de Chimie
Universitatea din Ottawa

Calcule DFT au devenit indispensabile pentru chimie organometalica, servind ca un instrument pentru a găsi mecanisme detaliate de reacţie. Finite de temperatură efecte sunt cunoscute ca fiind semnificative în multe dintre aceste reacţii, deşi ele sunt imperceptibile unor calcule de rutină. Utilizarea dinamica moleculara direct este adesea imposibil, ca μs> timpul de aşteptare sunt tipice. De prelevare a probelor calea de tranziţie este o tehnica inovatoare pentru a depăşi aceste interval de timp limitations.1 Având în vedere traiectoria iniţială reactivă, 2 un ansamblu de traiectorii scurte, dinamice se recoltează cu ajutorul unui algoritm Monte Carlo. Am aplicat aceasta tehnica la două reactions.3 proeminente organometalici

(1) Dellago, C.; Bolhuis, PG, Geissler, PL Adv. Chim. Fiz. 2002, 123, 1-78.
(2) Rowley, NC; Woo, TK J. Chim. Fiz. 2007, 126, 024110/1-024110/8.
(3) Rowley, NC; Woo, TK; J. Am. Chim. Soc. 2008, 130, 7218-7219.

Rotaţie dopant în clustere superfluid

Pierre-Nicholas Roy şi Nikolai Blinov
Departamentul de Chimie, Universitatea din Alberta

Abordări noi pentru studiul dinamicii moleculare în sisteme complexe vor fi prezentate. O problemă deosebit de dificil, este includerea efectelor cuantice mecanice în simulări moleculare. Ne vom concentra pe dopat cu clustere cuantice în cazul în care se poate observa debutul de comportament superfluid la scara nanometrica. Quantum Monte Carlo tehnici sunt folosite în acest caz, pentru a obţine funcţii de imaginare timp de corespondenţă, care pot, la rândul său, să fie referitoare la semnăturile spectroscopice. Vom discuta despre importanţa includerii de grade de rotaţie de libertate atunci când se estimează inerţie de rotaţie şi eficiente de răspuns superfluid.

Estimating ratele de gheaţă de creştere dinamică moleculară în simulări

Dmitri Rozmanov, Peter Kusalik
Departamentul de Chimie, Universitatea din Calgary, Alberta, Canada

Creşterea cristal eterogen de o fază solidă poate fi văzută ca o concurenţă dinamică între topire şi formarea cristalelor la interfaţa. Rezultatul macroscopică a, care este determinat de amplasarea specifice ale sistemului în stare-spaţiu în raport cu schema de faza.

În această lucrare, o creştere de gheaţă a fost investigat cu ajutorul starea de echilibru non-echilibru clasic simulari moleculare dinamica şi-2005 TIP4P model de apă. Trei sisteme diferite de creştere 0001 (bazală) se confruntă cu hexagonale de gheaţă care conţin 960, 1800 si 2880 moleculele de apă au fost studiate la temperaturi de 2, 6, 12 şi 23 K sub temperatura de topire a modelului sub presiunea atmosferică.

Statisticile de la 120 de traiectorii de simulare ns au fost colectate pentru aceste sisteme. Traiectoriile originale au fost împărţite în segmente de lungime mai scurtă şi de creştere evaluat au fost estimate folosind aceste segmente. Distribuţiile de probabilitate ale ratelor de creştere de gheaţă obţinute prin utilizarea segmente de lungimi diferite au fost analizate statistic, în scopul de a estima intervalul de timp fiabilă pentru determinarea acestor tarife. Normal gaussian de distribuţie a fost asumat pentru variaţia ratelor. A fost demonstrat că procesul de creştere este cu adevarat gheata stocastic în natură, şi că simulări de cateva zeci de nanosecunde sunt necesare pentru a obţine rate de creştere în interval de încredere de 99%, chiar şi în condiţii de creştere optimă. Pentru sistemul mai mare rata maximă de creştere medie de 0,7+ -0.25 A / ns a fost obţinută la undercooling K 12.

Non-secventiala cu ionizare dublu deasupra şi sub pragul de recollision clasice

Artem Rudenko
Max-Planck avansată Grupul de studiu, Centrul pentru Ştiinţă gratuit ce Electron Laser, Notkestrasse 85, 22607 Hamburg, Germania

Non-secventiala cu ionizare dublu (NSDI) de atomi de radiaţii intense cu laser liniar polarizate rămâne în centrul puternic câmp fizica ca unul dintre subiectele centrale şi cele mai controversate în ciuda cercetărilor intensive experimentale şi teoretice pentru mai mult de două decenii. Deşi este în zilele noastre, în general acceptat faptul că principalul mecanism care stau la baza acestei reacţii este un recollision între electroni şi ioni emis primul-mamă a acesteia, înţelegerea actuală a NSDI, în special, de dinamica sub-ciclu al evenimentului recollision, este încă departe de a fi completă. Mai multe avansuri experimentale efectuate în ultimul an, inclusiv studii privind dependenţa de lungime de undă de NSDI [1,2], în primul rând complet diferenţial de date pentru a-ţintă [3,4], cele mai recente şi măsurători pe Ar cu mult sub pragul de recollision clasice [5] facă lumină nouă asupra acestei probleme, şi a stabilit noi provocări pentru teorie. În această contribuţie vom listă aceste rezultate, şi să discute chestiuni care rămân deschise, în special, a relaţiei dintre diferitele tipuri de traiectorii clasice, "antena-cum ar fi" recollision induse de excitaţiile, şi sub-prag NSDI.

[1] O. Herrwerth et al, New J. Phys.. 10 645 327
[2] AS Alnaser et al, J. Phys.. B 41 031001 (2008).
[3] A. Staudte et al., Fiz. Rev lit. 99, 263002 (2007).
[4] A. Rudenko et al, Phys.. Rev lit. 99, 263003 (2007).
[5] Y. Liu et al, Phys.. Rev Lett, in presa. (2008).

Un exacte ab-initio anatomia o curbă complet diatomice energiei potenţiale:
Fluor moleculă

Klaus Ruedenberg şi Laimutis Bytautas
Catedra de Chimie şi Ames USDOE de laborator
Iowa State University, Ames, IA, 50011, Statele Unite ale Americii

Folosind metoda recent dezvoltat de extrapolare a Energiei corespondenţă prin scalarea intrinsecă (CEEIS), complet de ab-initio de stat curba la sol energia potenţială a moleculei de fluor 18-electron a fost obţinută cu o precizie de aproximativ 0,2 millihartree de la aproximativ 1 - 3 Angstrom, distanţa de echilibru fiind aproape de 1.4a. Energiile completa interacţiune de configurare au fost determinate pentru wavefunctions non-relativistă corelate, extrapolate la limitele set complet bază, şi completată de contribuţiile datorate spin-orbită de remorcare şi efecte relativiste scalar. O chiar şi-temperat de expansiune gaussiana cu condiţia un potrivesc excelent, din care spectru de vibraţie-rotaţie a fost calculat. Întregul spectru experimental de 22 de niveluri de vibraţie, măsurate mai devreme de la Laboratorul Herzberg, a fost recuperată cu o deviere absolută medie de aproximativ 5 wavenumbers, constantele de rotaţie au fost recuperate în termen de 0.002 wavenumbers. Energia de disociere a fost obţinută în termen de 30 wavenumbers din valoarea experimentală.

Dezintegrarea neaşteptat de rapidă de la-61mh la 1.4a faţă de mai puţin de -0.5 millihartree la 3A a fost elucidat prin exprimarea de energie ca suma intre a energiei a necorelate, dar disociindu în mod corespunzător undă şi energia de corelare. La distanţe mai lungi, Fosta devenit exact identic cu interacţiunea dintre quadrupoles de atomi de fluor, în timp ce acesta din urmă a devenit exact identic cu interacţiunea dispersie Londra. Fosta sunt respingătoare, ca urmare a aliniamentelor cuadrupolar in taramul, şi proporţional R-5, acestea din urmă sunt atractive şi proporţionale R-6. Există în plus este o forta repulsiva suplimentar ca urmare a pierderii de spin-orbită de cuplare la formarea de obligaţiuni. Ca urmare a acestor interacţiuni antagoniste, curba energia potenţială are un bizon la aproximativ 4A, cu o valoare de aproximativ 0.04 millihartree. Coborarea a potenţialului spre minim, în cazul în care atomii apropiem unii de alţii de la infinit, incepe prin urmare, numai la distanţe internuclear mai mică de aproximativ de două ori distanţa de echilibru si apoi este mult mai abruptă decât convenţional presupune cvasi-exponenţială degradare. Ea are un caracter Gaussian fapt.

În plus, mai multe state Pi-minciună cateva zecimi de millihartree sub starea de teren în regiunea rază lungă de acţiune. Acest lucru se datorează faptului că, în Pi-state, quadrupoles atomice sunt aliniate astfel încât să cedeze o atractie. Din moment ce aceste state sunt repulsive la distanţe mai scurte, ele trec de stat taramul la aproximativ 3A. Spin-orbita-cuplare-asistată non-adiabatic de amestec din aceste state vor fi, prin urmare, necesare pentru a determina energiile cele mai mari două sau trei nivele vibrationale de stat la sol.

Pentru nici unul din statele mai mici, face cu dispersie prezintă potenţiale totale de tip rază lungă de acţiune comportament. Complicatiile de fizica si comportamentul cantitative dincolo de două ori distanţa de echilibru crea dificultăţi în determinarea energiei disocierea prin extrapolare de la informaţiile sol-stat spectroscopice.

Dependenţa de înclinare diminuarea functionale densitate: satisfacţia de constrângere şi de auto-corectare interacţiune

Adrienn Ruzsinszky, 1 Ioan P. Perdew, 1 Gábor I. Csonka, Oleg 2 A. Vydrov 3 şi Gustavo E. Scuseria 3

1Department de Fizică şi teoria grupurilor Quantum, Universitatea Tulane, New Orleans, Louisiana 70118
2Department de Chimie, Universitatea din Budapesta de Tehnologie şi Economie, H-1521 Budapest, Ungaria
3Department de Chimie, Universitatea Rice, Houston, Texas 77005

The Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) generalizate apropierea pantă [1] pentru schimbul de corespondenţă funcţionale a energiei are două construcţii nonempirical, bazat pe satisfacerea unor constrângeri universal exacte cu privire la densitatea gaura sau pe energie. Vom arăta aici că, prin identificarea un parametru posibil gratuită în schimb şi un al doilea în corelaţie, putem continua să satisfacă aceste constrângeri în timp ce diminuarea dependenţei de gradientul [2], aproape de zero (de exemplu, recuperarea aproape locale apropierea densitatea spin sau LSDA). Aceasta subliniază rolul important jucat de Perdew-Wang 1991 de construcţie gaura nonempirical în modelarea constructii PBE şi mai târziu. Numai PBE nediminuat, este bun pentru atomi si molecule, din motive vom prezenta, dar o PBE oarecum diminuat ar putea fi utile pentru solide, în special, [3], energiile suprafaţă de solide ar putea fi îmbunătăţită. Chiar şi pentru atomi si molecule, o PBE puternic diminuată functioneaza bine atunci cand sunt combinate cu un scalate-jos auto-corecţie interacţiune [4] (deşi poate nu în mod semnificativ mai bine decât LSDA). Acest lucru arată că dependenţa gradientul nediminuată of functionale PBE şi conexe funcţionează oarecum ca o corecţie selfinteraction scalate-jos pentru a LSDA. Recent Odashima and Capelle [5] au subliniat faptul că densitatea de electroni de atomi de reale, molecule şi solidele au exacta de schimb de corespondenţă energii, care sunt întotdeauna semnificativ mai mare decât Lieb-Oxford inferioară. Munca lor, de asemenea, sugerează că o dependenţă pantă diminuat (mai mult ca LSDA) pot fi acceptate.

[1] JP Perdew, K. Burke, şi M. Ernzerhof, Fiz. Rev lit. 77, 3865 (1996)
[2] indicaţie geografică Csonka, OA Vydrov, GE Scuseria, A. Ruzsinszky şi JP Perdew, J. Chem. Fiz. 126, 244107 (2007).
[3] JP Perdew, A. Ruzsinszky, GI Csonka, LA Constantin, X. Zhou, OA Vydrov, GE Scuseria, şi K. Burke, Fiz. Rev lit. 100, 136406 (2008).
[4] OA Vydrov, GE Scuseria, A. Ruzsinszky, JP Perdew şi GI Csonka, J. Chem. Fiz. 124, 094108 (2006).
[5] M. Odashima şi K. Capelle, J. Chem. Fiz. 127, 054106 (2007).

Molecule din Intense laser ultrascurte de impulsuri: Influenţa Geometrie nucleare şi Orientare

Alejandro Saenz
Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Physik, AG Moderne Optik, 5-7 Hausvogteiplatz, 10117 Berlin, Germania

Bazat pe modele simple de ionizare tunelare şi dovezile experimentale, a fost pana la aproximativ un deceniu în urmă credea că ionizarea unică de molecule neutre este practic identic cu cel de atomi şi depinde în mod esenţial numai asupra potenţialului de ionizare. Mai multe experienţe avansate şi detaliată a relevat, însă, că multe molecule arată un comportament ionizare diferite şi sunt, de fapt, mai dificil de ioniza atomii decât cu potenţialul de ionizare aceeaşi.

Modele de grade diferite de sofisticare au fost folosite pentru a explica aceste diferenţe şi pentru a anticipa, de asemenea, efecte moleculare de mare armonica generaţie. Acesta din urmă poate la rândul său, deschide o cale pentru a studia dinamica moleculara (atât de nuclee şi electroni) pe o scară de timp, sub-femtosecond. Acest lucru necesită, totuşi, o înţelegere aprofundată a comportamentului moleculare în impulsuri intense cu laser ultrascurte în scopul de a se referă un semnal experimental la o schimbare structurală.

În acest vorbi, un raport va fi dat cu privire la progresele noastre recente în cadrul anchetei de molecule în impulsuri cu laser intense. Aceasta include soluţia completă a ecuaţiei Schrödinger dependentă de timp (TDSE) descrie doi electroni în bază de hidrogen molecular în apropierea fix-nucleele în care atât electronii şi interacţiunea acestora este inclusă în dimensionalitatea complet. Foarte recent, am fost chiar în măsură să ofere, pentru prima dată, de asemenea, de rezultate pentru o orientare perpendicular pe axa moleculare cu privire la câmpul cu laser. În plus, rezultatele noastre abordări noi, care descrie, în principiu, moleculele arbitrare în cadrul nucleelor fix-single-activ-electron apropiere vor fi prezentate. Rezultatele acestor tratamente ab-initio sunt folosite pentru o anchetă a termenului de valabilitate a interpretărilor de efecte moleculare care se bazează pe simplified puternic câmp modele.

Mecanica cuantică şi mecanicii moleculare: ar fi putut ei / ele ar trebui să joace un rol-cheie în sistemele de biologie? Ce este posibil? Ceea ce nu e

Dennis Salahub
Catedra de Chimie
IBI - Institutul pentru biocomplexităţii si Informatica
ISEEE - Institutul pentru Energie durabilă, mediul şi economia
Universitatea din Calgary
2500 Universitatea Unitate NW
Calgary, Alberta T2N 1N4
Canada

Un punct de vedere al câmpului încă în curs de dezvoltare a sistemelor de biologie vede integrarea de-a lungul unei axe care implică dimensiunea sistemului (şi, probabil, unele dinamica) merg din macromolecule (proteine, ADN, ARN, etc) pentru a celulelor, a tesuturilor, organelor, organismelor, etc Acesta este denumit uneori biologie computationala. O altă axă se uită la modele cinetice la niveluri tot mai mare de complexitate merge de la cai, la module la maximum reţelele genetice de reglementare. Acest lucru este luat să se întindă în domeniul general de bioinformatica. Există o prăpastie de aproape nepopulate între cele două comunităţi care urmăresc aceste două abordări.

În această prelegere voi argumenta că un punct de pornire la un nivel chiar mai fină a rezoluţiei este necesară în cazul în care unul este de a umple golul dintre cele două axe. Voi încerca să descrie starea-of-the-arta atomistice multi-scară abordări, inclusiv cele care utilizează mecanica cuantică pentru a descrie reacţii chimice. Eu va revizui literatura de specialitate dinamica moleculara pertinente. În urma acestei voi da un rezultate puţine nano-bio sisteme care în prezent sunt calculate folosind Teoria Densitate funcţională (DFT). Deşi moderne DFT este rapidă, nu este încă suficient de rapid pentru aplicatii in biologie asa ca suntem atenti la aşa-numitele câmpuri de forţă reactivă (ReaxFF), care încearcă să surprindă esenţa calculelor de mecanica cuantica prin parametrizare împotriva calcule DFT pe o reacţie chimică completă căi.

Revenind la axa de altă parte, mă voi rezuma rezultatele recente cu privire la producerea de proteine reglementată prin intermediul reţelelor genetice care includ etape principale în transcrierea şi procesele de traducere. Algoritmul Gillespie este folosit pentru a rezolva (efective) ecuaţia de master chimice.

Seminarul se va termina cu prima noastră (baby-pas), încearcă să umple golul uitandu-se la mecanismul de transcriere care implică metalo-proteine cu ioni de Mg în site-ul activ. Proiectul foloseşte atât DFT şi câmpul de forţă ReaxFF. Sperăm, la plinirea timpului, pentru a putea să se hrănească informaţii calculată pe ratele de reacţie în Gillespie (sau altele) algoritm si, prin urmare, au un comportament a reţelei de reglementare ghidat prin mecanismele care stau la baza atomistă şi electronice.

Dependenţa HOMO-LUMO decalaj etapelor Basepair ADN-ului de unghiul Twist: O abordare Densitate funcţională.

Sudipta Samanta, Tanushri Saha Dasgupta and Jaydeb Chakrabarti
SN Bose Centrul National de Stiinte de Baza, JD Block, Sector III, Salt Lake, 700098 Kolkata, India.

Stacking energetic, împreună cu densitatea de stări (DOS) din toate cele 10 unic de ADN de bază-pereche etape (pb pas) se calculează folosind teoria densitate funcţională în cadrul metodei pseudopotential ultrasoft val avionul şi apropierea densitatea locale pentru funcţionale de schimb de corespondenţă. Pentru a cunoaşte contribuţia de atomi de diferite pe DOS, avem în continuare Densitatea proiectat de state (DOP), pentru toate zece paşi unic bp dinucleotid. Am descoperit că atomii din bazele purină, a unei măsuri anumit BP contribuie în mod semnificativ asupra starii homo-şi atomi de bazele pirimidinice contribui în mod semnificativ de starea LUMO. avem, de asemenea studiat modul în care variaţia HOMO-LUMO decalaj de etape diferite bp cu unghi de poftă de mâncare, şi au arătat că astfel de geometrie răsucite poate fi folosit ca un instrument de inginerie banda şi manipulare a proprietăţilor optice ale ADN-ului paşi bp. Studiul nostru arată că pentru unele dintre etapele bp (purine-purine) este foarte sensibil la variaţia în unghi răsucire.

Energii obţinute prin utilizarea de corespondenţă unu-particule operatori

Claudine Gutlé, 1 Francois Colonna2 şi Andreas Savin 2
1 Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques, CNRS UMR 7583 and Universités Paris 7 et Paris 12, 94010 Créteil, Franţa

2 Laboratoire de Chimie Théorique, CNRS UMR 7616 and Universitatea Pierre et Marie
Curie, 75252 Paris, Franţa

Densitate funcţionale sau densitatea matrice teorie arată că functionale de energie corelaţie pot fi obţinute de la o particulă-operatori.

Conexiuni adiabatic poate fi folosit ca un ghid pentru construirea aproximări expresii de energie de corespondenţă.

Funcţionale, cum ar au fost testate împotriva calculelor corecte în atomi.

The Radical efemer NCCO

Henry F. Schaefer III
Centrul pentru Computational Chimie, Universitatea din Georgia, Athens, Georgia 30602, Statele Unite ale Americii

Radicală NCCO este considerat probabil să fie o specie importantă în chimie de ardere. Cu toate acestea, de identificare a acesteia, în special prin intermediul spectscopy infraroşu, sa dovedit a fi o provocare sever. Prin combinarea teoriei cu experimentul această problemă de lungă durată a fost în sfârşit rezolvată.

Explorarea Suprafetele Potential de energie prin ab initio dinamica moleculara

H. Bernhard Schlegel
Catedra de Chimie
Universitatea Wayne
Detroit, Michigan 48202 Statele Unite ale Americii

În Born-Oppenheimer dinamicii moleculare (BOMD), de fiecare dată când forţele de pe nuclee sunt necesare în procesul de integrare a ecuaţiilor clasice de mişcare, un calcul structurii electronice convergente se efectuează. Corecţii aditivitate Bond sunt utilizate pentru a îmbunătăţi suprafaţă energia potenţială pentru ab initio studii moleculare dinamica. Pentru reactia de anioni radicale formaldehidă cu clorură de metil, un stat de tranziţie duce la două produse diferite. De la bifurcatie in calea de reacţie apare după starea de tranzitie, dinamica moleculara este necesar pentru a studia raportul de branşament. O altă reacţie, în care raportul de ramificare a fost explorată prin ab initio dinamica moleculara este izomerizare ceto-enol and disocierea de cationi radicale acetonă. Dinamica favorizează disocierea de grup metil nou formate, precum şi a raportului de ramificare depinde de energia iniţială. Born-Oppenheimer dinamica moleculara a fost de asemenea folosite pentru a explora disocierea de acetilenă şi dications Allene.

Quantum diferenţe fără energie din integralele calea de non-echilibru

Jeremy Schofield 1, Ramses van Zon1, Gilles H. Peslherbe 2 şi Lisandro Hernandez de la Pena2, 3
1Chemical Fizica Teoria Group, Departamentul de Chimie, Universitatea din Toronto
2 Centrul de Cercetare în Modelarea moleculara si
Departamentul de Chimie şi Biochimie, Universitatea Concordia
3 Catedra de Chimie, Universitatea din Illinois la Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

În acest vorbi vom discuta despre modul de reprezentare imaginară în timp calea integrantă din funcţia de partiţie canonică a unui sistem cuantic şi non-echilibru relaţiile de fluctuaţie de muncă pot fi combinate pentru a obţine metode de calcul diferenţele gratuit de energie în sisteme cuantice prin non-echilibru procese. Reprezentarea Calea integrantă este izomorf cu funcţia de partiţie configurational o teorie clasică câmp, la care o dinamica naturale, dar fictivă Hamiltonian este asociat. Este demonstrat că în cazul în care acest sistem este pregătit într-o stare de echilibru, după care un parametru de control în fictivă Hamiltonian este schimbat într-un timp finit, atunci în mod oficial Jarzynksi non-echilibru relaţie de muncă şi relaţia cu fluctuaţia Crooks sunt prezentate să deţină, în cazul în care muncă este definit ca schimbarea a energiei, aşa cum figurează de Hamiltonianul fictive. Întrucât desparte de energie pentru teoria clasică în domeniul echilibru canonic, două metode de regularizare sunt introduse, care limitează numărul de grade de libertate M care urmează să fie finit. Convergenţa de distribuţie de muncă ca şi M tinde la infinit este demonstrată analitic pentru un sistem compus din particule cuantice captiv într-o armonică şi de putere uniform în schimbare, ceea ce duce la rezultate finite pentru diferenţa de energie liberă în cazul în care Jarzynski non-echilibru relaţia de muncă sau escroci ceea ce priveşte fluctuaţia sunt utilizate. Aplicabilitatea numerice de metode este, de asemenea, demonstrată pentru un dublu-quartic bine cu potenţial diferite asimetrie. O procedură generală parametru fără netezirea pentru funcţiile de distribuţie de lucru este util în acest context.

Puţine-electron dinamica in interactiunea cu câmpuri puternice

Armin Scrinzi
Viena U. de Tehnologie
Institutul de fotonica

Simplă unică modele activă electronului au fost de mare succes în descrierea interacţiunii dintre câmpurile cu laser puternice cu atomii si au inspirat un număr mare de experimente. Cu toate acestea, validitatea şi puterea predictivă a acestor modele pentru câteva electron-atomi şi, în special pentru molecule rămâne să fie investigate. Există doar câteva (semi-) modele analitice care includ corespondenţă de electroni. Alternativ, integrarea numerică a ecuaţiei dependente de timp, Schroedinger (TDSE) este o sarcină dificilă, din cauza creşterii exponenţiale a dimensiunii problemei cu numărul de particule, care are în mare parte limitată la calcule n = 2 electroni activă.

În ultimii ani, ne-am dezvoltat MCTDHF (Multi-configurare dependent de timp Hartree-Fock) metoda de soluţie de TDSE pentru atomi si molecule in IR domenii cu laser. Scalele de metoda ca N4 cu numărul de electroni active, spre deosebire de scalare exponenţială întâlnite în discretizations directă a TDSE. Spre deosebire de timp, dependente de densitate funcţională teorie, care are o chiar mai favorabile n2-scalare, MCTDHF permite calculul transmite direct de doi electroni observabile, precum şi pentru studii sistematice de convergenţă.

Ca exemple, ne arată calculele de ionizare domeniul puternic de molecule liniare cu până la 6 electroni activ, asistată de electroni-ionizare cu laser a unui atom, generaţie armonice mare pe o diatomica
4-electron molecule, şi XUV-IR-pompa de sonda de ionizare de heliu. În timp ce pentru parametrii noastre, efectele de corelare de electroni privind ionizarea sunt destul de drept înainte şi pot fi încorporate în modelele simple, găsim modificări dramatice calitativă a spectrului armonic mare de multi-efecte de electroni. Pentru scenariul de pompa-sondă, vom găsi gasi Crosstalk semnificative între pompa XUV şi impulsurile IR sonda.

De schimb nelocal exacta: variante de separare gama, hibridizare, şi local

Gustavo E. Scuseria
Departamentul de Chimie, Universitatea Rice, Houston, Texas 77005, Statele Unite ale Americii

Aceasta prezentare va aborda eforturile noastre actuale de a dezvolta mai precisă de schimb de corespondenţă face pentru teoria densitate funcţională. Există două teme de lider în activitatea noastră curentă: separarea gamă şi greutăţi locale. La prima temă, vom prezenta un hibrid cu trei game funcţionale şi a discuta despre justificarea pentru succesul functionale controlului de securitate cum ar fi HSE şi LC-wPBE. La a doua temă, accentul va fi pus pe valori noi pentru hibridare locale şi separarea gamă locale.

Complexul proprietăţi spectroscopice în materiale complexe din primele principii

Daniel Sebastiani
Institutul Max Planck pentru Cercetarea Polymer, Mainz (Germania)

Determinarea conformaţiei intra-şi intermoleculare de ansambluri supramoleculare a fost întotdeauna şi încă este o provocare pentru chimie si fizica moderna. Prima principiile calculele parametrilor de spectroscopice prin rezonanţă magnetică au potenţialul de a elucida structurii microscopice într-o varietate de sisteme extinse, variind de la cristale moleculare peste nanotuburi de covalent şi hidrogen-lipite lichide şi molecule solvatate.

Parametrii spectroscopice sunt foarte sensibile la efectul interacţiunilor slabe, cum ar fi lipirea hidrogen şi apropierea de compusi aromatici. În special, statele delocalizat electronice conduce la amprentelor digitale unice în ceea ce priveşte reacţia din orbite la câmpuri externe. Calculul a semnăturilor spectroscopice unor asemenea efecte ambalare sunt de multe ori mai precise decât determinare directă a caracteristicilor structurale corespunzătoare prin ab-initio calcule.

În sistemele de dezordonată ca lichide, proprietăţile observabile experimental sunt calculate ca medii ansamblu asupra traiectoriilor obţinute prin eşantionarea auto-Parrinello moleculare simulari dinamica. Aceasta tehnica permite în continuare pentru evaluarea computaţionale directă a dependenţa de temperatură a proprietăţilor experimental accesibile spectroscopice.

Multi-Obiectiv Optimizarea pilele de combustie electrolit polimer

M. Secanell o, A. Sulemanb, N. Djilaib, D. Songa şi S. Liua
aNational Research Council Canada, Institutul pentru Inovare pilelor de combustie, 4250 Wesbrook Mall, Vancouver, BC, Canada
bUniversity Victoria, Institutul pentru integrate sistemelor energetice şi Departamentul de Inginerie Mecanica, Victoria, BC Canada

Imbunatatiri in performanta, fiabilitate si durabilitate, precum şi reducerea costului de producţie, să rămână condiţii prealabile esenţiale pentru comercializarea de celule de combustibil polimer electrolit. În această lucrare, un cadru de calcul pentru analiza si optimizarea pilelor de combustie este prezentată ca o alternativă inovatoare la consumatoare de timp proces-şi-eroare de proces utilizate în prezent pentru proiectarea de celule de combustibil. Cadrul se bazează pe o bi-dimensionale, prin-canalul-izotermă, izobarice şi single-phase membrană electrod de asamblare (MEA) model. Parametrilor modelului de intrare sunt parametrii de fabricaţie utilizate pentru a construi MEA: de încărcare platină, platină pentru raportul de carbon, conţinut de electroliţi şi difuzarea de gaze strat de porozitate. Ecuaţiile de conducere ale modelului de celule de combustibil sunt rezolvate cu ajutorul algoritmului lui Netwon şi adaptare metoda elementului finit în vederea realizării unei convergenţe pătratic şi o soluţie de plasă, respectiv, independentă. Modulul de analiză este folosit pentru a rezolva problema de optimizare a maximiza performanta minimizând în acelaşi timp costul de producţie al MEA. Pentru a rezolva această problemă un algoritm bazat pe gradient de optimizare este utilizat în conjuncţie cu sensibilitate analitică. Cadrul de acţiune prezentat de calcul este prima încercare în literatura de specialitate de a combina analiza extrem de eficiente şi metode de optimizare pentru a efectua de optimizare în vederea soluţionării problemelor de mari dimensiuni. Cadrul prezentat este capabil de a rezolva o problemă MEA complet de optimizare cu state-of-the-art modele de electrod în aproximativ 30 minute. Rezultatele de optimizare arată că este posibil să se realizeze Pt-specifice de densitate de putere pentru AMM optimizată de 0,21 GPT / kW. Această valoare este sub obiectivul DoE scară largă punere în aplicare, 0,4 GPT / kW, şi demonstrează potenţialul de a folosi optimizare numerice pentru proiectarea de celule de combustibil. În activitatea viitor, cadrul de optimizare şi modele de celule de combustibil va fi îmbunătăţite, iar rezultatele vor fi validate de optimizare cu datele experimentale. Problema de optimizare va fi extins pentru a include parametrii geometrici. Celula de combustibil Modelul va fi îmbunătăţite prin includerea efectele microstructurii şi două faze flux atât pe electrod şi modele de membrană.

Studii de simulare a unui însărcinaţi proteine-Ligand Complexul in faza de gaz: de la Interacţiuni intrinsecă intermoleculare de dinamica apei

Mikyung Seo, Elena N. Kitova, John S. Klassen şi Pierre-Nicholas Roy
Alberta Centrul de ingeniozitate pentru Stiinta carbohidrati si Departamentul de Chimie, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada T6G 2G2

Studii detaliate teoretică a încasat proteine-ligand complexe ridica intrebari fascinante cu privire la natura de a lega şi de conservare a interacţiunilor specifice, atunci când acestea sunt ionizate si plasat in faza gazoasa. Am raportat recent că interacţiunile intermoleculare intrinsec poate fi păstrat în condiţiile de gaze faza experimentelor de spectrometrie de masa [J. Am. Chim. Soc, 130., 1214 (2008)]. Este de mare interes pentru a extinde studiul nostru pentru a investiga dinamica moleculelor de apă în incarcat si hidratat de proteine-ligand complex în faza de gaz. Aceste molecule de apă sunt iniţial prezente în structura de cristal a complexului şi să participe la legaturi de hidrogen cu complexul. O serie de simulări moleculare dinamicii au fost efectuate in faza de gaz la stadiul de încărcare 8 al complexului compus dintr-un singur fragment variabilă lanţ (scFv) de anticorp monoclonal Se 155-4 şi ligand trisaccharide, Gal [Abe] Man, inclusiv cele "cristalografice" molecule de apă. Simulările au fost efectuate într-un interval larg de temperaturi, cu scopul de a înţelege dinamicii diferite pe bază de hidrogen de obligaţiuni de molecule de apă individuale. Durata de viaţă funcţiile de corespondenţă Bond au fost calculate pentru toate legaturile de hidrogen specifice între moleculele de apă şi complexe. Analiza noastră a arătat că moleculele de apă au vieti diferite pe bază de hidrogen de obligaţiuni la diferite temperaturi.

Formularea stocastică a Dynamics disipative Quantum *

Jiushu Shao
Colegiul de Chimie, Universitatea din Beijing Normal, China

Dinamica cuantice a sistemelor de disipativ este riguros descrise de ecuatii diferentiale stochastice, analogul la ecuaţia tradiţionale Langevin. Influenţa mediului asupra sistemului de interes este pe deplin caracterizat de baie-induse de câmp stocastice. Această formulare poate fi pusă în aplicare în mod direct pentru simulare aleatoare sau angajaţi pentru a dezvolta un algoritm determinist o ecuaţiile la ierarhică pentru calcularea matricei de densitate redusă. Mai mult decât atât, se poate lua atât avantajele, cât de tratamente aleatorii şi determinist de a elabora o abordare combinaţie puternică.

Mixtă aleatoare-deterministic sistem a fost utilizat cu succes pentru a calcula evolutia in timp a modelului spin-bozonului la zero, temperatura de la slab la disiparea moderate. Rezultatele obţinute, inclusiv de tranziţie coerentă-incoerent sunt în conformitate cu intelepciunea conventionala. Această abordare, pentru o mai bună performanţă numerică, este în continuare modificat prin conversia o anumită parte a tratamentului aleatoriu la un determinist. Se observă că pentru disiparea puternică a populaţiei în stare localizate ascultă o dinamica simplă în cazul în care rata de scara de timp, in limita scalarea nu se schimbă în regim de mişcare incoerentă. O analiză teoretică în descrierea stocastic pentru a înţelege schimbarea critică a dinamicii este dezvoltat.

1) J. Shao, J. Chem. Fiz. 120, 5053 (2004)
2) Y. Yan, F. Yang, Y. Liu, şi J. Shao, Chem. Fiz. Lit. 395, 216 (2004)
3) Y. Zhou, Y. Yan, şi J. Shao, Europhys. Lit. 72, 334 (2005)
4) J. Shao, Chem. Fiz. 322, 187 (2006)
5) Y. Zhou şi J. Shao, J. Chem. Fiz. 128, 034106 (2008)
6) J. Shao, nepublicate.

* Suportat de National Science Foundation Naturale din China şi Programul 973 al Ministerului Ştiinţei şi Tehnologiei din China.

De transfer adiabatic Raman ca un instrument de măsurare în crearea de molecule rece.

Evgeny Shapiro
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia.

Profund legat translationally si molecule diatomice vibrational la rece pot fi create printr-un pasaj cu laser-driven adiabatic Raman. Aici, se foloseşte două tipuri de impulsuri cu laser. "Pompa" pulsul Cupluri starea iniţială, care poate fi sau un pachet val de intrare a doi atomi se ciocnesc prins sau un vag legat Feshbach molecula, cu o stare excitată intermediar moleculare. De "memorie" Cupluri intermediar cu statul-ţintă moleculară. Amintind de rutină STIRAP standard, un transfer de populaţie eficient se realizează prin trimiterea în impulsuri "contraintuitiv" comandă: Halda de începe înainte de pompa. În această convorbire, voi descrie modul în care pulsul modelarea şi exploatarea multi-cale interferenţe permit măsurarea iniţial funcţia de undă multicanal intr-o baza cu laser controlat de pachete de undă [1], şi modul în care acestea pot fi utilizate pentru a obţine o mulţime de informaţii despre spectroscopice molecula se munceşte cu [2].

[1] EA Shapiro, Moshe Shapiro, "photoassociation adiabatic Raman cu impulsuri laser în formă de". Să apară în "molecule rece: teorie, experiment şi de aplicare", RV Krems, B. Friedrich şi WC Stwalley, eds.
[2] EA Shapiro, er A. Pe ", J. Ye, M. Shapiro, Fiz. Rev Lett., 101, 023,601 (2008).

Derivarea relaţiilor comutatie coordona-impuls şi ecuaţiile cuantice dinamic din invarianţă Canonical, a treia lege a termodinamicii şi "începutul timpului".

Moshe Shapiro
Departamentul de Chimie
Universitatea din British Columbia
Vancouver V6T1Z1
Canada

Ne arată că relaţiile coordona-impuls comutatie şi ecuaţiile relativiste şi non-relativistă dinamice cuantice pot fi derivate de la principiul clasic al invarianţă Canonical şi linearitatea a corespondenţei dintre observabile, fizice şi operatori cuantice. Implicaţiile acestei derivare la accelerarea sisteme cuantice relativiste, a treia lege a termodinamicii, şi ceea ce poate fi privit ca "inceputul timpului" sunt discutate.

Metode pentru non-lipit Interacţiuni

C. David Sherrill
Şcoala de chimie si biochimie, Institutul de Tehnologie din Georgia, Atlanta, GA 30332-0400, Statele Unite ale Americii

Non-lipit interacţiunile guverna auto-asamblare, structuri structura biomoleculare, recunoaşterea de droguri, si cristal de molecule neutre. Din păcate, astfel de interacţiuni s-au dovedit o provocare la model fiabil. A înţelege mai bine fizica non-lipit interacţiunile, grupul nostru a publicat curbe potenţialul energetic aproape de limita ab initio pentru mai multe prototipuri de interes comun non-lipit interacţiuni, şi anume, pi-pi (benzen dimeri), CH / pi (benzen, metan), S / pi (H2S-benzen), precum şi heteroatom-pi (piridina dimer şi piridină-benzen). Folosind aceste date ca valori de referinţă, am evaluat fiabilitatea şi eficienţa mare varietate de modele de aproximative, inclusiv câmpuri de forţă empirice, următoarea generaţie de modele functionale densitate, empiric-corectată teoria densitate funcţională, şi spin-component-scalate de ordinul doi Møller- Plesset teoria perturbatiilor (SCS-MP2). Am examinat, de asemenea, eficacitatea de aproximări diferite auxiliare, cum ar fi rezoluţia-of-the-identitate sau densitate-montaj approximations pentru integralele. Pentru situaţiile în care este de dorit o mai mare precizie, dar costul de triplete perturbative poate deveni prohibitiv, am introdus un spin-componente-scalate-cuplat cu dispersie simplu si la dublu (SCS-CCSD) abordare, care reproduce fidel cuplat-grup cu tripleţi perturbative, CCSD (T), pentru non-lipit interacţiunile, dar care are acelaşi cost ca CCSD calcul.

Un model de aer laterale contaminare cu celule de combustibil PEM

Zheng Shi, Datong Song, Kalid Fatih, Hui, Li, Yanghua Tang, Jianlu Zhang, Zhenwei Wang, Wu Shaohong, Zhong-Sheng Liu, Haijiang Wang, Zhang Jiujun
Institutul pentru Inovare pilelor de combustie, Consiliul Naţional de Cercetare Canada

Un general de aer, fluxul de alimentare de contaminare model este dezvoltat pentru a descrie comportamentul statului tranzitorie şi constantă a pilelor de combustie PEM, în prezenţa aerului pe partea de impurităţi fluxul de alimentare. Modelul se bazează pe electrod şi cinetica de suprafata reacţie chimică. Modelul este în continuare angajat în studiul de aer pe partea de contaminare toluen. Date experimentale de contaminare toluen la densităţi diferite curente (0,2, 0,5, 0,74 and 1A/cm2) şi niveluri de contaminare (1, 5 şi 10 ppm) au fost utilizate pentru a valida modelul. Efectele asupra performanţei toluen contaminare cu celule de combustibil sunt discutate în lumina rezultatelor de modelare. Modelul arată că 7ppm cu toluen, meniurile de performanţă 100mV la 1A/cm2 poate fi de aşteptat. Blocuri Toluen suprafaţa catalizatorului, cu 7ppm toluen la densitatea actuală a 0.5A/cm2, acoperirea catalizator liber poate fi redus de la aproximativ 60% la 24%.

Dinamica Quantal cumulant for multe sisteme de corp

Yasuteru Shigeta
Departamentul de Fizică, Scoala de pură şi Ştiinţe Aplicate, Universitatea din Tsukuba, Japonia

Numeroasele-corp cuantic simulare este limitat la o anumită măsură, deoarece costa prea mult. Prin urmare, este de dorit să se stabilească un sistem de simulare eficient, cu costuri mai mici pentru aceasta, pentru a intelege multe fenomene-corp cuantic. În loc de complet dinamicii cuantice, o varietate de metode bazate pe dinamica semi-clasice şi quantal a fost propus. De curând, am dezvoltat un dynamics quantal cumulant (QCD), în scopul de a trata mari sisteme cuantice cu costuri reduse. Ideile-cheie sunt că un operator de schimbare de coordonate care acţionează asupra unui operator de potenţial este introdus şi faptul că o extindere tehnica cumulant este aplicată pentru a evalua valoarea aşteptarea operatorului schimbare. În această lucrare, obţinem ecuaţiile de mişcare cuplat de coordonate, momentelor, cumulants care constau din simetrice-produselor comandate a coordona şi a operatorilor de impulsul de fluctuaţie. Apoi, metodologia este generalizată pentru a trata mai multe sisteme de corp. Vom introduce cumulant de coordonatele şi impulsurile interne conjugat şi care provin ecuaţiile de mişcare dintre ele, împreună cu cele de la coordonatele şi impulsurile. Vom aplica metodologia pentru a descrie natura cuantică a tranziţii structurale de clustere Morse. Am evaluat un indice de Lindemann de grupuri mici cuantice şi a observat efectele cuantice izotopi asupra comportamentului lor de topire. Efectele cuantice superficial potenţialul şi alungi distanţa de echilibru a potenţialului Morse. Aceste caracteristici rezultat în creşterea temperaturilor de tranziţie de inghetare si topire faţă de cele de la cele clasice.

Netemeinicia conceptuale ale hibridizare şi Natura Armonici sferice

George P. Shpenkov
Firmus SARL
33, boulevard Princesse Charlotte
MC 98000 MONACO

Conceptul cuantice mecanice ale hibridizare se bazează pe amestecarea pieselor "real" şi "imaginar" din funcţii de undă complexe. The erroneousness unei astfel de operaţiuni, a dus la noţiunea de configuraţie de atomi de electroni, este revelat în această lucrare. Adevărata natură a armonice sferice si rezultate importante provenit de la analizarea conceptului de mai sus sunt prezentate aici, de asemenea.

Recitind Langer de influent 1937 de hârtie JWKB: inutila Langer de transformare, iar ambiguă H; puterea de sumare Borel

J. Harris Silverstone
Departamentul de Chimie, Universitatea Johns Hopkins, 3400 N. St Charles, Baltimore, MD 21218

În Abstract sale influente 1937 de hârtie, Langer [1] atacat analiza JWKB a ecuaţia undelor radiale ca "necritică şi în eroare" şi "atunci când sunt corect aplicate de teoria [JWKB] randamente formulele", in care (l 1 / 2) l 2replaced (l+1), acum adesea numit modificarea Langer, şi justificate prin "transformarea Langer," r = ex, ψ (r) = ex/2u (x). Luate prin ordin întâi în H, modificat funcţia de undă JWKB sa comportat ca un RL la origine, în contrast cu R1 nemodificat / 2+ √ (l (l+1)), precum şi nivelurile de energie obţinute pentru primul au fost exact (ca în cazul în care la toate comenzile). Analiza Langer a stimulat mai multe extensii şi generalizări, fără îndoială, inconsecvente. Krieger si Rosenzweig [2], în 1967, a împins soluţie Langer a treia comandă, dar a concluzionat "nu există nici un potenţial eficace [în variabila de r]... ceea ce va conduce la rezultatul corect... "dincolo de prim ordin. Beckel and Nakhleh [3], în 1963 a găsit o valoare de K pentru a înlocui l (l+1), astfel încât de-a treia, pentru funcţia de undă a fost JWKB ca RL+1. Froman and Froman [4], în 1974 Beckel extins şi ideea de Nakhleh la comandă nouă. Seetharaman and Vasan [5], în 1984 a constatat generalizarea completă la orice ordine şi au arătat că, în vederea infinit, K ar trebui să fie exact l (l+1), de exemplu, nici o modificare Langer. Hainz and Grabert [6] în 1999 a găsit o altă modalitate de a obţine un RL comportamentul în toate ordinele prin descompunerea potenţialul de centrifuge într-un zero şi primul-comandă termen lung cu privire la H prin H2 l (l+1) = L2+ HL. Ei au ajuns la concluzia că nu era necesară modificarea Langer cu descompunere lor. Cele mai surprinzătoare, Dahl and Schleich [7], în 2004, a observat că modificarea Langer in derivare Langer a venit complet din r-1/2in r-1/2ψ (r) = u (x), şi că transformarea exponenţială a fost complet inutil. Ei au concluzionat, "analiza [Langer lui] pot, de fapt, să fie considerate ca fiind nimic mai mult decât un mod oarecum complicat de rezolvare [ecuaţia ale valurilor şi pentru r-1/2ψ (r), în care Laplacianul radial este" bi-dimensional "] prin metoda JWKB. " Atât de simplu o descoperire a unui generalizare completă a luat 67 ani pentru a descoperi.

De ce există mai multe soluţii incompatibile şi cum pot fi ele comparat într-un cadru unificat? Trei idei sunt importante. Primul este că H este tratată ambiguu şi inconsistent: H în energia cinetică conduce expansiune, în timp ce H în potenţialul de centrifuge este pasiv, implicit, intrinsecă, dar niciodată nu sa extins. Soluţiile diferite diferă în modul în care H este împărţită între aceste două roluri. Al doilea este summability Borel de extinderi JWKB [8-14], care dă fiecare sens de expansiune precis analitice. Al treilea este un instrument ascutit printr-Aoki, Kawai and Teodoru a obţine r = 0 comportamentul funcţiei de undă JWKB.

Atunci când hi implicit se deosebeşte de extinderea H (de indicele "i"), tehnica de Aoki-Kawai-Teodoru permite constatarea exponent al r înainte ca cele două sunt egale stabilite. În analiza iniţială (Kramers) exponentul înmulţită cu H este h / 2+ (ħi2 l (l+1)+ H2 / 4) 1 / 2. Cu Hainz and Grabert, produsul este hi l+ H. Cu Dahl and Schleich (şi Langer prin transformarea exponenţial), produsul este h / 2+ Max (l+1 / 2). Cu cele două H de distins, se poate da o generalizare cele mai simple de substituţie Langer: ħi2 l (l+1) ar trebui să fie înlocuită cu ħi2 (l+1 / 2) 2 - H2 / 4.

[1] RE Langer, Fiz. Apoc. 51, 669 (1937).
[2] JB Krieger şi C. Rosenzweig, Fiz. Rev 164, 171 (1967).
[3] CL Beckel şi J. Nakhleh, J. Chem. Fiz. 39, 94 (1963).
[4] N. Froman şi PO Froman, Nuovo Cimento B 20, 121 (1974).
[5] M. Seetharaman si SS Vasan, J. Phys. A 17, 2485 (1984). De asemenea, M. şi L. Robnik Salasnich, J. Phys. A 30, 1719 (1997); V. Romanovski şi M. Robnik, Fenomene neliniare în sisteme complexe 3, 214 (2000).
[6] J. Hainz şi H. Grabert, Fiz. Rev A 60, 1698 (1999).
[7] JP Dahl and Schleich WP, J. Phys. Chim. A 108, 8713 (2004).
[8] A. Vörös, Ann. Inst. Henri Poincaré 39, 211 (1983).
[9] HJ Silverstone, Phys, Rev lit. 55, 2523 (1985).
[10] T. Aoki, T. Kawai şi Y. Teodoru, Expositions Sugaku 8, 217 (1995). Iniţial a apărut în japoneze din Sugaku 45, 299 (1993); T. Aoki, Kawai T. si Teodoru Y., în Funcţii speciale, ICM-90 Proceedings Conferinta prin satelit, ed. de M. Kashiwara şi Miwa T. (Springer-Verlag, Berlin, 1991), pp. 1-29.
[11] T. Kawai şi Y. Teodoru, Analiza algebrice de Teorie a perturbatiilor singulare. Traduceri de matematică Monographs 227 (2005), American Mathematical Society. (Publicată iniţial în Japonia în 1998 de la Iwanami. Traducere de Goro Kato.); T. Kawai şi Y. Teodoru, în Analyse Algébrique des Singulière perturbatii. I: Metode Résurgentes, ed. de L. Boutet de Monvel (Hermann, Paris, 1994), p. 85.
[12] E. Delabaere, H. Dillinger şi F. Pham, J. Math. Fiz. 38, 6126 (1997).
[13] E. Delabaere şi F. Pham, Ann. Inst. Henri Poincaré Fiz. Théor. 4.1-2
[14] T. Koike, Publ. Usor, de la Kyoto Univ. 36, 297 (2000); T. Koike, Jante Kokyuroku 1159, 100 (2000); T. Koike. Pe soluţii de probleme valoare proprie pentru potenţialul Coulomb în analiza WKB exacta. Înainte de tipar.

Spectroscopie HHG de molecule polyatomic

Olga Smirnova, Serguei Patchkovskii şi Mişa Ivanov
SIMS, NRC Canada, 100 Sussex Drive, Ottawa, Ontario K1A 0R6 Canada,

Noi analizăm modul în care diferite observabile, din generaţia armonice mare (HHG), spectroscopie poate fi folosit pentru a dezvălui dinamica electronice în molecule polyatomic. Noi folosim exemplul de molecule de CO2 şi arată modul în fază şi amplitudine măsurători de lumina armonice pot fi folosite pentru a descifra contribuţia orbite moleculare diferite pentru a procesa HHG.

Controversa dintre datele experimentale [1,2] si masuratori detaliate [3] au arătat că "structura moleculara legate de" minimă în generaţie ridicat experimental armonici (HHG) spectrele din CO2molecule este sensibil la parametrii experimentale, cum ar fi laserul intensitate. Această sensibilitate a indicat în primul rând complexitatea procesului care stau la baza, care depăşeşte cu mult imaginea două centre interferenţe. În această imagine, poziţia minim interferenta in spectrul HHG ar fi de intensitate-independent. Ne arată că dependenţa intensitatea aşa-numita "structura legate de" minim este legată de dinamica multi-electron şi contribuţia orbite diferite (sau statele gaura a ionului molecular) pentru a spectrelor HHG.
Conform modelului în trei etape, amplitudinea de emisie HHG factorizes în cele ale puternice de câmp cu ionizare, propagare de electroni in continuum şi recombinare. Care dintre aceste trei procese este responsabil pentru abateri grave de la prezicerile singur electron-activă?
Un obicei, presupune că de emisie HHG este dominată de o singură cale-fel: ionizare de la homo-şi recombinarea ulterioară a HOMO, notate ca homo-> HOMO. Într-adevăr, puternic-câmp de ionizare este exponential sensibil la Ip potenţialul de ionizare şi orbite mai joase au Ip mai mare. Vom arăta că puternica dependenţă unghiulară a ratelor de ionizare şi echilibrul dintre recombinare şi amplitudini ionizare for orbite moleculare diferite duce la contribuţiile aproape egal de căi alternative de mai multe, cum ar fi HOMO-1-> HOMO-1 (care implică tilda \ A de stat 2Πu de cationi) şi HOMO-2 -> HOMO-2 (care implică \ tilda B 2Σ+ u $ de stat), adică de la ionizare şi recombinare to orbitali de mai jos HOMO. (Numărarea orbite, noi nu includ degenerării lor).
Controlul unghiul de aliniere moleculară, unul controlează contribuţia relativă a acestor canale suplimentare în semnalul HHG total. HOMO-> canal HOMO domină pentru o parte de energie redus a spectrelor, în timp ce altele pot duce la mari cut-off şi domină partea de ridicat de energie a spectrelor. Celui minim din HHG spectrului de frecvenţe nu reflectă structura un anumit orbitale, ci este determinat de interacţiunea dintre HHG de emisie de la diferite canale. Schimbarea de intensitate laser denaturează echilibrul dintre canalele şi schimburi armonice minime.
Noi recunoaştem sprijin financiar parţial din NSERC SRO 5796-299409/03 de finanţare.

1. T. Kanai, S. Minemoto, H. Sakai, Nature 435, 470 (2005)
2. C. Vozzi et al Fiz. Rev lit. 95, 153902 (2005)
3. Y. Mairesse, N. Dudovich, P. Corkum şi D. Villeneuve (nepublicate)

Căi de tranziţie de mici titan-oxigen clustere pe rutil (100) suprafaţă

Roger Smith, Edward Sanville, Louis Vernon, Steven Kenny
Departamentul de Ştiinţe Matematice, Universitatea Loughborough, Loughborough, LE11 3TU, Marea Britanie

Va prezentam date energetice şi geometrice pentru tranziţiile între site-uri adsorbţie de titan mici şi grupuri de oxigen pe rutil (110) de suprafaţă. Aceasta este o problemă importantă în depoziţia peliculă subţire de la rata la care particulele ajung pe suprafata pot fi mici în comparaţie cu posibilitatea de difuzare a speciilor adsorbite pe suprafaţa. În astfel de cazuri de creştere a filmului este dominată de difuzie, mai degrabă decât să fie reglementate de cinetica a particulelor care sosesc. Clusterele mici includ titan şi atomi de oxigen, TiO, O2 şi TiO2clusters. Căile de tranziţie au fost calculate folosind teoria densitate funcţională, un potenţial de transfer Qeq sarcina empirice ale Hallil, et al. [1] şi, în unele cazuri, un model de taxă fixă empirice. Calculele DFT utilizate apropierea densitatea locală, (LDA), sau de spin-polarizate apropierea densitate locale funcţionale, (LSDA), acolo unde este cazul. Un set de triple-numerică a funcţiilor nivel local a fost utilizat, cu funcţii de polarizare doi prezenţi pe fiecare atom, (TNDP). Căile de tranziţie au fost optimizate cu ajutorul metodei nudged banda elastica, (NEB) [2].

Acord rezonabil între DFT şi modelele Qeq a fost gasit cu privire la site-urile mic grup cu caracter obligatoriu pe suprafaţă, cu unele excepţii. Un atom de titan adsorbit a fost gasit pentru a avea două site-uri preferate cu caracter obligatoriu, superioară şi inferioară site-urile goale. Atât DFT şi Qeq indicat o energie de activare înainte de 1-1,5 eV, şi o barieră inversa de 0,6 eV. Totuşi, DFT a indicat faptul că un atom de oxigen absorbit are doua site-uri cu caracter obligatoriu stabil, cu energii de activare de tranziţie variind de 0.3 - 2.5 eV, în timp ce Qeq indicat prezenţa unui singur situs de legare stabil, cu o bariera de energie de translaţie a doar sub 0.8 eV. The adsorbit TiO grup a fost gasit pentru a avea două site-uri preferate cu caracter obligatoriu, similare cu cele pentru atom de titan adsorbite, cu energii de tranziţie similare variind de 0.8 - 3.5 eV. Cu DFT, o molecula dioxygen adsorbit a fost găsit ca un situs de legare preferat, cu o bariera de energie translaţională de 0,35 eV între site-uri adiacente echivalente. Modelul Qeq, cu toate acestea, nu prezice existenţa acestui site. În sfârşit, cluster TiO2 a fost găsit de DFT a avea un site bine-definite cu caracter obligatoriu, cu bariere de energie difuzarea 2.96 - 5.0 eV. În acest caz, modelul Qeq prezis rezultate similare, cu o tendinta de a subestima barierelor de energie.

Disocierea căi de TiO2 in atomi separate adsorbit au fost, de asemenea, calculate prin DFT, cu o barieră de energie de disociere completă de 11,5 eV. Barierele relativ mare de energie pentru difuzie si disociere indică faptul că grupuri adsorbit, (de exemplu, de la procesele de creştere de suprafaţă, cum ar fi pulverizare magnetron), ar avea tendinţa de a rămâne imobile, la locul de impactul iniţial la temperatura camerei.

Formarea şi difuzare de doua site-uri subterane interstitiala au fost examinate cu ajutorul DFT. Barierele la formarea interstiţiale subsolului s-au dovedit a fi 1.5-1.9 eV, cu o barieră în calea de difuzie de 1,2 eV. Munca este acum în curs de desfăşurare la creşterea model dinamic pe această suprafaţă de impactul de atomi de consum redus de energie şi ioni (0-50 eV). Indicaţiile initiale sugereaza bariere ridicate la energie la creşterea economică difuzie si, prin urmare, care este dominat de cinetica a interacţiunii dintre particulele care sosesc şi de suprafaţă; cele mai recente rezultate din aceste calcule vor fi prezentate la reuniune.

[1] Hallil, A.; Tetot, R.; Berthier, I.; Braems, I.; Creuze, J. Phys Rev B (2006), 73, 165406
[2] Henkelman G.; Jonsson H. J Chem Fiz (2000) 113, 9978

Simulari numerice de non-adiabatice Attosecond Dynamics Electron

Stanley M. Smith
Centrul pentru Advanced Photonics Cercetare şi Departamentul de Chimie
Temple University, Philadelphia, PA 19122

Electron dinamica determina rezultatul non-adiabatică cu laser-molecula de interacţiune pentru impulsuri scurte de pe ordinea de trei cicluri optice. Pentru aceste impulsuri scurte, faza envelope transportatorul este un factor important în determinarea stari excitate populate după pulsul. Am folosit mijloc modificate unitar transforma în funcţie de timp Hartree-Fock (MMUT-TDHF) pentru a studia teoria dinamica de electroni de CO2 supus impulsuri scurte ciclu de trei. Spectrul starea excitată de CO2 variază semnificativ în funcţie de faza envelope transportatorului. Pentru a investiga diferenţele, un ferestre Transformata Fourier a fost folosit pentru a sonda dinamicii electronilor în timpul attosecond pulsul. Aceasta analiza arata excitaţie diferite în cursul pulsul duce la schimbarea spectrului de frecvenţe stare excitată după pulsul.

O anchetă sistematică a Lichide Ionice

HV Spohr, 1 şi GN Patey1

1Department de Chimie, Universitatea din British Columbia, Canada

Temperatura de lichide ionice în cameră, formate în totalitate din ioni, sunt o noua clasa de solvenţi. Utilizările lor sunt larg răspândite şi aplicaţii sunt în creştere, de exemplu, în analiză, de separare, electrochimie, sinteză, cum fluide de inginerie sau ca aditivi de performanţă. Avantajele de a lichidelor ionice la temperatura camerei sunt volatilităţile scăzute, flammabilities scăzut şi posibilitatea de a regla proprietăţile unui lichid specific prin schimbarea structurii sale moleculare uşor, de exemplu, lanţuri laterale sau grupuri funcţionale. Cu toate acestea, acest lucru reprezintă, de asemenea, customisability provocarea de a prezice proprietăţile lichidului de la originile lor moleculare. Ne apropiem de această provocare într-un mod sistematic, prin izolarea cele mai importante caracteristici moleculare ale lichidelor ionice şi desfăşurarea simulări moleculare dinamica a sistemelor de model simplificat. Primul model examinează influenţa disparitate dimensiunea ionilor. În timp ce dimensiunea raportului ion este crescut, distanţa interionic şi alţi parametri sunt ţinute constante pentru a izola efectele disparitate dimensiune. Al doilea model analizează efectul de plasament gratuit asimetrice în ioni. Ambele ioni sferic au acelaşi diametru, singura diferenta este deplasarea de taxa cationice pe centrul de masă. Proprietăţile structurale si dinamice ale acestor lichide ionice modelului sunt prezentate.

Spectrul infraroşu al NO3

John F. Stanton
Universitatea din Texas, Austin

Radicală NO3 are o istorie lungă spectroscopice, care se întinde înapoi mai mult de un secol. În ciuda acestui fapt, este o realitate faptul că doar două din vibraţiile sale fundamentale au fost observate în infraroşu, iar unul dintre ei a fost, fără îndoială, misassigned. Aceasta convorbire prezintă o imagine a spectrelor de NO3 din două perspective diferite - o reprezentările diabatic and adiabatic - şi se concentrează pe observaţiile de mai jos infraroşu 2500 cm-1, precum şi în apropierea-infraroşu între 7500 - 9000 cm-1. În plus, calculul analitic al diabatic cuplajelor în cadrul ecuaţia de mişcare cuplat-dispersie teorie sunt introduse şi câteva exemple numerice date.

O familie de model Kohn-Sham potenţialul de schimb exact

Viktor N. Staroverov
Departamentul de Chimie, Universitatea din Western Ontario, London, Ontario, Canada

Rezolvarea exactă de schimb optimizat efectiv potenţial (OEP) ecuaţie pentru o mai mare precizie este o problemă totuşi nesemnificativă numeric. O alternativă pragmatică a acestei proceduri este modelul OEP direct ca suma intre potentialul lui Slater mediu de schimb valutar şi o corecţie de răspuns folosind ocupat Kohn-Sham orbitali ca ingrediente. Va prezentam o familie de aproximări nonempirical la termenul de răspuns necunoscut motivată de extinderea cunoscut gradientul de ordinul doi a potenţialului exactă de schimb. Două approximations propuse anterior la corectarea răspuns (de apropiere a Harbola and Sen şi mult mai precise Becke-Johnson model) sunt dovedit a fi cazuri speciale de formularul nostru general, la comanda zero. Includerea unui explicite de ordinul termen în modelul Becke-Johnson produce o apropiere şi mai realist, astfel cum a demonstrat prin compararea forme şi energiile integrate de schimb dintre aceste potenţiale la rezultatele OEP exacte.

Punctele forte şi punctele slabe ale orbitale fără simulare materiale

MJ Stott
Departamentul de Fizica, Universitatea Reginei

Scheme pentru simularea proprietăţile structurale ale unei colecţii de atomi sunt denumite ab initio atunci când forţele care acţionează asupra ionii sunt obţinute de la un tratament de prima principiile de electroni. Ab initio sisteme sunt de obicei bazate pe teoria densitatii functionale cu efectele nepătruns electron-electron interacţiuni conţinute într-o functionala explicită a densitatea de electroni, energia de schimb de corespondenţă, Exc [n], pentru care approximations bune au fost create. Aceasta este doar în apropierea Kohn-Sham sistemele în care energia cinetică electronului, Ts, se calculează exact în ceea ce priveşte un set de o electron orbitali descrie electronii individuale. Pentru atomii N există ~ N astfel de orbite care urmează să fie calculat şi această sarcină limitează dimensiunea sistemului, care pot fi tratate, precum şi perioada de timp în care dinamica poate fi urmat intr-o simulare MD. Orbital fără sisteme de utilizare densitatea de electroni, n (r), mai degrabă decât orbite N pentru a descrie sistemul electronic, care permite simplificări mare şi calcule foarte mult mai eficient, care este un punct forte al abordării. Dar o slăbiciune este costul asociat unei aproximativă de energie cinetică de electroni. Un punct slab este în continuare limitarea pe interacţiunea electron-ion care pot fi utilizate. Cu toate acestea, unele sisteme sunt potrivite pentru un tratament orbital-free de exemplu, cele compuse din aşa-numitele metale simplu. Discutia va discuta modul în care punctele forte pot fi exploatate şi punctele slabe remediate.

Insights în mecanismul de acţiune al peptide antimicrobiene cationice aurein 2.2 şi 2.3 din Australia de Sud broaştele Bell

Suzana K. Straus
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia,
Vancouver, BC, V6T 1Z1, CANADA

Odată cu creşterea constantă a numărului de rezistente la antibiotice bacterii gram-pozitive, a devenit tot mai important de a găsi noi agenţi bactericid, care sunt foarte active şi au mecanisme de noi şi diversificate de acţiune. Cationici peptide antimicrobiene sunt o categorie importanta de peptide care vizeaza o gama larga de microbi, cum ar fi bacterii şi fungi. Acestea sunt explorate ca alternative la antibiotice utilizate in prezent, datorită proprietăţii lor unice de a afişa puţin sau deloc efecte rezistenta la antibiotice.

Vom prezenta câteva dintre rezultatele noastre recente cu privire la alţi doi membri ai familiei peptide aurein, şi anume aurein 2.2 CONH2 (GLFDIVKKVVGALGSL-CONH2) şi aurein 2.3-CONH2 (GLFDIVKKVVGAIGSL-CONH2), precum şi o versiune inactivă a aurein 2.3, cu o carboxi C-terminal (aurein 2.3-COOH). Vom demonstra că aceste peptide adopte alfa-elicoidale structura în prezenţa membranelor, indiferent de compoziţia lor, folosind circulare dicroism (CD) şi soluţie de stat RMN. Vom ilustra, de asemenea, modul in care aceste peptide interacţionează cu model şi membranele bacteriene (folosind CD-ul orientat, 31P RMN, calorimetrie de scanare diferenţială, de presă calcein and DiSC35 teste) şi a oferi o perspectiva in modul de actiune al acestei clase de compuşi.

Calculul Afinităţi absolute obligatorii cu programul gratuit ce perturbare a Energiei: Cerere de droguri intracelulare si extracelulare obligatorii pentru hERG1 canal

Julia Subbotina, Henry 1 Duff 2 şi Sergey Noskov1
1Institute for biocomplexităţii si Informatica, Catedra de Stiinte Biologice, Universitatea din Calgary, Canada
2Faculty de Medicină, Universitatea din Calgary, Canada

Capacitatea de a ligandului pentru a lega strâns de receptorul este o cantitate determinarea eficienţei acţiunii de droguri. Astfel, dezvoltarea metodologice ale tehnicilor teoretice şi experimentale de a sonda şi să evalueze afinitate absolut obligatorie sau energie liberă de legare este o cheie de la agenţii de proiectare mai eficient farmaceutice. Cu toate acestea, evaluarea corectă a ligand legarea de o proteină a-priori posedă o provocare evidentă, datorită numărului mare de grade de libertate în receptorilor, solvent şi ligand în sine să fie luate în considerare. Aici vom prezenta o aplicare a tehnicilor de simulare liber de energie pentru a studia ligand obligatorii într-o ţintă hERG1 canal de potasiu. Simulări atomistice combinate cu tehnici de estimare a permite FEP robuste atât pentru energie fără desolvation ligand (ΔGsolv) şi energie liberă din cauza ligand-proteină interacţiuni la locul de legare (ΔGbind). Cadrul teoretic este similar cu cel dezvoltat before.1 pentru a elucida potenţialul uman eter-go-go canal de ioni de potasiu (hERG) blocante am efectuat simulari dinamica moleculara pentru numărul de conformaţiei posibile pentru trei ligan-proteine complexe. Set de parametri de droguri cu caracter obligatoriu au fost dezvoltate folosind domeniul de aplicare al protocoalelor parametrizarea, bazate pe calcule extinse QM.
Posibilitatea de a intracelular (IC) si extracelulare (CE) obligatorii pentru două de înaltă şi joasă-blocante specificitate hERG (KN-93 şi dofetilidă) au fost explorate în detaliu moleculara. Sa constatat că, pentru KN-93, dar nu pentru dofetilidă, este posibil să se leaga la gura CE a canalului, oferind sprijin structural funcţionale la constatările raportate anterior ca o explicaţie plauzibilă pentru droguri activity.2

1 Jiyao Wang, Deng Yuqing, Benoît Roux. Absolut obligatorii Calculele gratuit ce a Energiei Utilizarea Simulatoare moleculară Dynamics cu Potenţialele de prindere. Biophys J 91:2798-2814 (2006).
2 Rezazadeh S, Claydon, TW, Fedida, D. KN -93 de calciu / calmodulin-dependentă de proteine inhibitor al kinazei al II-lea, este un blocant directă extracelular de voltaj-dependente canale de potasiu. J Pharm Exp Therap 317 (1): 292-299 (2006).

Condiţie de valabilitate a ecuaţiei Jarzynski pentru procesele de comutare limita

Jaeyoung Sung
Departamentul de Chimie, Universitatea Chung-Ang, Seoul 156-756, Coreea

Ecuaţia lui Jarzynski (JE) a fost cunoscut pentru a corela schimbarea de energie liberă a unui sistem de distribuţie statistică a lucrului efectuat asupra sistemului pentru un proces arbitrar. În lucrarea de faţă, vom prezenta condiţie de valabilitate a JE pentru procesele de comutare limita. Condiţia de valabilitate a JE este examinat pentru un exemplu de procese ireversibile spontane, pentru care, evident, JE nu deţine. Găsim că diferenţa de energie liberă între două state configurational cu diferite faze-spaţiu de volum nu poate fi corect estimată de JE pentru orice proces adiabatic de comutare limită.

Multiconfigurational perturbative studii de tip

Ágnes Szabados, Zoltán Rolik şi Péter R. Surján
Laboratorul de chimie teoretică, Eötvös Loránd University, Budapesta, Ungaria

Teoria perturbatiilor (PT), bazat pe o funcţie multiconfigurational este una dintre abordările în prezent stabilit la contul de corelare de electroni în sistemele de caracter multireference inerent. Există numeroase formule PT care aparţin acestei categorii, dar numai câteva dintre ele atinge toate criteriile de dorit pentru o abordare de corespondenţă ideal: i) dimensiunea-consistent; ii) intrusul liber; iii) orbitale invariantul; iv) cost cu o schimbare modeste de calcul.

A multiconfigurational PT cadru (MCPT), dezvoltate în laboratorul nostru (J. Phys Chem 119, 1922;... Ibid 122, 114104) este de cost relativ scăzută şi pot fi formulate într-o manieră consecventă de mărime, la ordinul al doilea. În studiul de faţă vom investiga rafinamente ale teoriei, cu scopul de a îmbunătăţi exactitatea lor, precum şi reducerea sensibilităţii sarcina de a intruşilor. Dezavantajul cele mai grave ale teoriei în forma sa actuală este dependenţa de corecţii de corespondenţă cu privire la alegerea unui Fermi-vid. Vom explora posibile strategii de distilare acest comportament şi calculele prezente pilot numerice pe sisteme de testare evaluarea performanţei noilor teorii.

Quantum Monte Carlo Combinată cu metoda Fragment Orbital moleculară

Shigenori Tanaka
Scoala de Dezvoltare Umana si Mediu
Kobe University

Prin combinarea cuantumul Monte Carlo (QMC) şi fragment molecular orbital (FMO) metode, ne-am dezvoltat un roman de metodologie ab initio pentru a calcula energia totală a biomolecule cu o precizie bună. Corespondenţă electronică este luată în considerare utilizarea funcţiilor Slater-Jastrow a valurilor şi pe variationale cuantice Monte Carlo (VMC) metoda. Am calculat apoi energia întregului sistem în mod direct şi prin utilizarea metodei de OMF, constatarea că combinate QMC-FMO abordare funcţionează foarte bine. În plus faţă de total de energie, se poate estima fragment inter-energiile interacţiune (IFIEs), pe baza acestei metode. Exemple de aplicatii va fi afişat pentru polipeptide and polynucleotides.

Design de motoare propulsate chimic nanodimer

Yu-Guo Tao şi Raymond Kapral
Chimie Fizica Teoria Group, Departamentul de Chimie, Universitatea din Toronto, Ontario M5S 3H6, Canada

Moţiunea autopropulsate of nanodimers alimentate printr-o reacţie chimică care are loc în condiţii de neechilibru starea de echilibru este investigată [1,2]. The nanodimer constă într-o pereche de sfere catalitice şi chimic inactiv, în general, cu dimensiuni diferite, cu o separare fixă internuclear. Solventul în care se mişcă dimer este tratat la un nivel de particule pe bază de mesoscopic folosind dinamica multiparticle coliziune. Mişcarea regizat de dimerului poate fi controlată prin ajustarea potenţialele interacţiunea dintre moleculele de solvent şi sferele dimeri, separarea internuclear, sfera şi mărimi. Dimerii pot fi proiectate astfel încât mişcarea regizat de-a lungul axei internuclear apare în nici o direcţie şi este mult mai mare decât viteza de fluctuaţiile termice, o condiţie necesară pentru astfel de nanodimers pentru a efectua sarcini care implică dinamica vizate.

[1] Gunnar Rückner si Raymond Kapral, Fiz. Rev lit. 98, 150603 (2007).
[2] Yu-Guo Tao şi Raymond Kapral, J. Chem. Phys, 128., 164518 (2008).

Studii Simularea de transport protoni in Ionometre

Philip L. Taylor şi Elshad Allahyarov
Departamentul de Fizică,
Case Western Reserve University,
Cleveland, Ohio 44118-7079, Statele Unite ale Americii

Am folosit-dinamicii moleculare simulari pentru a studia schimbările morfologice induse într-un ionomer de Nafion-ca prin impunerea unui câmp electric puternic sau un stres mecanic. În cazul unui câmp electric puternic, observăm formarea de structuri aliniate de-a lungul directia campului aplicat. Grupurile polare Şeful lanţuri laterale ionomer de a asambla în grupuri, care fac apoi tija-cum ar fi formaţiuni, şi aceste structuri cilindrice apoi asamblează într-o matrice hexagonally comandat aliniat cu directia campului. Pentru semi-uscat Ionometre, la densităţi de curent mare aceste clustere tija-cum ar fi supuse unei interior micro-faza de separare, în care distincte fir-cum ar fi linii de grupuri de cap sulfonat sunt însoţite de sârmă, cum ar fi similare cu aliniamente de protoni legat. Ocazional, aceste linii de sulfonaţii şi protoni forma o structura elicoidala. După îndepărtarea a câmpului electric, matricea hexagonală a tija-ca structuri rămâne, dar separarea microphase dispare sub un anumit prag curent. Uniaxiale întindere a unui film Nafion reformare determină o orientare preferenţial de segmente coloana vertebrală în direcţia de stretching. Simulările noastre de spectacol Nafion umede că acest lucru are un efect puternic asupra conductivitatea proton, care este consolidată de-a lungul direcţiei întindere, în timp ce conductivitatea perpendicular pe direcţia intindere este puternic redusă. Întinzându-se de asemenea, cauze lanţuri perfluoraţi laterale de a se orienta perpendicular pe axa stretching. Găsim schimbările morfologice în Nafion întinsă care urmează să fie parţial păstrat la îndepărtare a stresului uniaxiale.

De vânătoare la nivel mondial pentru minimele de clustere moleculare

Sergey Kazachenko and Ajit J. Thakkar
Departamentul de Chimie, Universitatea din New Brunswick, Fredericton NB E3B 6E2, Canada

Găsirea minim global de o suprafaţă energia potenţială a unui moleculara este o problemă dificilă, deoarece numărul de minimele creşte exponenţial cu privire la numărul de atomi din sistem. Minimele hopping este o metodă de elaborat recent de optimizare la nivel mondial, care oferă mai multe avantaje faţă de alte metode populare. Ca un prim pas această metodă a fost pusă în aplicare în TINKER. Pentru a îmbunătăţi performanţa, perturbări de rotaţie şi de translaţie a monomerilor au fost introduse ca măsuri suplimentare în algoritmul. Topologia legătură de hidrogen joacă un rol important în grupuri de apă, dar minimele salt nu găsi întotdeauna cele mai bune topologie. Prin urmare, o obligaţiune de hidrogen topologie algoritm de optimizare pentru grupuri de apă a fost elaborat. Topologie de optimizare poate reduce energia dintr-un cluster de fel de mult ca 2 kcal / mol. Minimele ţopăit cu îmbunătăţirile menţionate mai sus a fost aplicat la grupuri de apa pura de la (H2O) 6 la (H2O) 34 folosind câmpul de forţă TIP4P cu reoptimization ulterioare dintre cele mai scăzute din 2000, cu ajutorul structurilor de amoeba and TTM2.1-F câmpuri de forţă.

Utilaje constructii automata a suprafetelor Ab Initio Energia potenţială

Richard Dawes si Donald L. Thompson
Catedra de Chimie
Universitatea din Missouri-Columbia
Columbia, Missouri 65211 Statele Unite ale Americii

O metodă foarte precise şi eficiente pentru moleculare de suprafaţă la nivel mondial de energie potenţială (PES), construcţii şi montaj este demonstrată. Un interpolarea se deplasează mai mici pătrate (IMLS) folosind metoda de joasă densitate ab initio valori potenţial, degrade, sau Hessian pentru a calcula parametrii de PES este indicat să conducă la o reprezentare PES precis si eficient. Metoda este automatizat şi flexibil, astfel încât o PES poate fi optim pentru traiectoriile clasice, spectroscopie, sau alte aplicaţii. Doi soferi principale pentru metoda de montare au fost dezvoltate până în prezent. Primul este un generator de PES destinat în primul rând pentru aplicaţii spectroscopie. Folosind această metodă, spaţiul de configurare definite printr-o gamă energiei specificate este aptă în mod automat la o precizie predefinite. O a doua abordare se bazează pe metode de traiectorie de calcul pentru ratele de reacţie. În această abordare, spaţiul de configurare, care este dinamic accesibil la un ansamblu special de traiectorii este apt "on the fly". Rezultatele care sunt orientative de precizie, eficienţă şi scalabilitate vor fi prezentate.

O abordare a conversa la calculul RMN tensori ecranare

Timo Thonhauser
Departamentul de Fizică
Universitatea Wake Forest
Winston-Salem, NC 27109

Ne propunem o abordare alternativă de calcul a răspuns RMN in solide periodice, care se bazează pe o teorie recent dezvoltat de magnetizare orbitale [1]. În loc de obţinere a tensorului de protectie de la răspunsul la un câmp magnetic extern, îl derivă direct din magnetizarea orbitale care apar ca răspuns la o microscopice de dipol magnetic [2]. Abordarea noastră nouă este foarte generală, şi acesta poate fi aplicat fie cu sisteme izolate sau periodice. Procedura inversă a stabilit o paralelă, în cazul câmpurilor electrice, în cazul în care taxele Nascut efective sunt adesea obţinute din polarizare indusă de o deplasare subspaţiu în loc de forţa indusă de un câmp electric. Abordarea noastra roman este simplă şi directă pentru punerea în aplicare, deoarece toate complexities privind alegerea origine gabaritului sunt evitate şi necesitatea unei puneri în aplicare liniar-răspuns este eludat. Am demonstrat corectitudinea şi viabilitatea prin calcularea shieldings chimice în sisteme simple moleculare, constatarea un excelent acord cu rezultatele anterioare teoretice si experimentale. Aplicatii la sisteme mai complexe sunt în prezent în curs de desfăşurare.

[1] T. Thonhauser, D. Ceresoli, D. Vanderbilt, şi R. Resta, Fiz. Rev lit. 95, 137205 (2005).
[2] T. Thonhauser, Arash A. Mostofi, Nicola Marzari, R. Resta, David Vanderbilt, arXiv: 0709.4429v1.

A Hamiltonianul auto-consistente şi de mediu-dependent si aplicatiile sale de a Dinamicul Ceapă de carbon

Wei Quan Tian *, Ming Yu, Chris Leahy, Chakram S. Jayanthi şi Shi-Yu Wu
Departamentul de Fizica, Universitatea din Lousiville, Louisville, Kentucky, 40292, Statele Unite ale Americii

Deoarece creşterea drastică a costurilor de calcul pentru metodele de primul principii cu o dimensiune a sistemului, chiar cu ajutorul unor strategii de scalare liniară, aplicarea acestor metode în modelarea nanosicence este limitată. Pe de altă parte, fără modelarea structurii electronice, efectul important cuantic pentru nanosisteme descrie corect este greu de capturat. Un auto-consistent (SC) şi mediu-dependent (ED), multicentric Hamiltonian, în cadrul combinaţie liniară orbite atomice (LCAO), cu efect cuantic [1] vor fi discutate în prezent de convorbire. Parametrii acestui Hamiltonianului semi-empirice sunt construite prin montarea lor la proprietăţile ab-initio a grupurilor mici şi a sistemului în vrac, care sunt calculate folosind fie Gaussian-2003 sau VASP. Hamiltonianul semi-empirice, astfel construite ne permite să studieze structuri nanometrice compus din mii de atomi, în special, atunci când algoritmi de scalare liniare sunt folosite în tandem cu dinamica moleculara având la bază acest Hamiltonian. Aplicaţii ale acestei noi metode de dinamica a nanoparticulelor Fulerena ceapa and Fulerena arată puterea de predictie a SCED / LCAO în modelarea nanomaterial şi pot pune în lumină cu privire la formarea de cuşti mari (sau Fulerena) structuri din structurile de ceapa.

[1]. C. Leahy, M. Yu, CS Jayanthi, si S.-Y. Wu, Fiz. Rev B, 2007, 74, 155408.

* Domiciliul stabil: cheie de laborator de stat de Chimie teoretică şi computaţională, Institutul de Chimie Teoretică, Universitatea Jilin, Changchun 130023, China

Mazarat simulări de surfactant pulmonar, membrane, si nanoparticule

Peter Tieleman
Universitatea din Calgary, Departamentul de Ştiinţe Biologice

Multe fenomene interesante biologic să apară pe o scară de timp, care este prea lung pentru a fi studiate prin simulări atomistă. Grosier cu bob (CG), modelare moleculară permite simulări pe computer, pentru a fi rulat pe lungimea şi timpul scale care sunt de 2-3 ordine de mărime mai mare, comparativ cu simulari atomistice, oferind o punte de legătură între atomistă şi scara mesoscopic. Câmpul de forţă MARTINI este un camp de forta general pentru simulare Biomolecular care include în prezent parametrii pentru o gamă largă de lipide şi proteine. Voi discuta pe scurt în domeniul forţei de Martini şi apoi se concentreze pe două aplicaţii care sunt la îndemâna pentru simulările în atomistic: comportamentul fullerene în apropierea membranelor lipidice şi proprietăţile colapsul de modele de surfactant pulmonar.

Studii recente sugerează că toxicologie agregate nanosized de molecule Fulerena pot intra celule şi modifica funcţiile lor, şi, de asemenea traversa bariera hemato-encefalică. Cu toate acestea, mecanismele prin care fullerene penetra si perturba membranele celulare nu sunt cunoscute. Simulările noastre arată că moleculele Fulerena rapid agregate în apă, dar dezagregate după intrarea în interiorul membranei. Permeabilitate a unui agregat solid, cum ar fi Fulerena în lipidică bistratificată termodinamic este favorizat si apare pe scara de timp microsecunde. Concentraţii ridicate de Fulerena induce schimbări în proprietăţile structurale şi elastic al lipidică bistratificată, dar acestea nu sunt suficient de mari pentru a deteriora mecanic membrana.

Monostraturi lipidic la o interfaţă de aer-apă poate fi comprimat lateral, dar dincolo de un anumit prag devin instabile şi colaps. Reducere monostrat lipidic joacă un rol important in reglarea tensiunii superficiale la interfaţa aer-lichid in plamani. Am colaps monostrat simulat folosind simulari moleculare dinamica. Reducere începe cu flambaj a monostratului, urmată de pliere a cataramei într-o bistratificat în faza de apă. Folding duce la o creştere a tensiunii de suprafaţă monostrat, care atinge valoarea de echilibru de raspandire. Imediat după formarea lor, faldurile bistratificat au un apartament semi-eliptice formă, în acord cu prezicerile teoretice. Pliurile sufere o transformare în continuare şi forma fie bilayers plat circulară sau vezicule. Calea de transformare depinde de parametrii macroscopic al sistemului, care pot fi calculate de la simulări şi depind de compoziţia şi temperatura sistemului. Transformarea într-o vezicula reduce energia perimetrului ori şi este facilitată pentru bilayers mai moale, de exemplu, cele cu un conţinut mai mare de lipide nesaturate sau la temperaturi mai ridicate.

Referinţe
[1] L. Monticelli et al, J. Chem. Theo. Comp. 4,819-834; Marrink et al, J. Phys. Chim. B 111, 7812 (2007)
[2] L. Monticelli et al, Nature Nanotechnology 3, 363-368.
[3] S. Baoukina et al, Proc.. Natl. Acad. Sci, in presa.

Teoretice şi experimentale caracterizări vibrationale ale nanoparticule de argint Amine-filmate

Motoi Tobita, 1 şi Yusuke Yasuda2
1Advanced Laboratorul de Cercetare, Hitachi, Ltd., Tokyo, Japonia

2Materials Laboratorul de Cercetare, Hitachi, Ltd., Ibaraki, Japonia

Spectrele vibrationale ale aminelor neutre şi cationice pe o suprafaţă de argint au fost studiate cu ajutorul metodelor experimentale şi teoretice în combinaţie. Acest lucru ofera o baza de prescriptie medicala pentru identificarea de stat incarcate cu amine pe nanoparticule de argint. În ceea ce priveşte experimentul, infra-rosu (IR) spectrul de nanoparticule de argint (Ag-PN) acoperit de neutru octylamine a fost măsurată prin Fourier transformat IR. În ceea ce priveşte calculele, spectrele vibrationala a neutre şi cationici octylamine, adsorbite pe o suprafata de argint au fost obţinute prin densitate-funcţionale BPW91 calcule. Calculele arată că amine unor state diferite încărcat, de exemplu, neutru sau cationici, poate fi distinsă clar de frecvenţelor caracteristice ale NH întindere şi datul din modurile. O comparaţie între spectrele calculate şi măsurate experimental al Ag-PN a arătat că amină în sintetizat Ag-PN ia de fapt forma neutru. În plus, a sintetizat Ag-PN sunt prezentate să conţină o cantitate deloc neglijabilă de acid ascorbic rezidual, precum şi unele amine oxidat. Într-una din spectrelor IR al amine filmat Ag-PN măsurată înainte de acest studiu, amine sa dovedit a fi de natură să ia forma cationice. Studiul actual demonstreaza ca o combinatie de calcule teoretice şi experimente vor ajuta în caracterizarea structurii şi constituirea de specii organice adsorbite pe o suprafaţă de metal.

Rolul Adatoms Aur la auto-asamblate monostraturi of tioli pe Au (111)

Edmanuel Torres, P. Ulrich Biedermann, Alexandru T. Blumenau
Max-Planck Institut für Eisenforschung GmbH, Max-Planck-Str. 1, 40237 Duesseldorf, Germania

Auto-asamblate monostraturi (lui SAM) din tiol pe suprafete de aur sunt de mare interes nu numai pentru că numărul de aplicaţii potenţiale în domenii cum ar fi electronica moleculară, nanotehnologie sau Biosciences, ci şi pentru că fenomenul lor intrinsecă de asamblare auto poate fi studiat. Dezvoltarea de aplicaţii viitoare a alkanethiol SAM în domeniul nanoştiinţelor necesită metode reproductibile care depind foarte mult de înţelegerea mecanismului obligatoriu a moleculelor pe suprafetele metalice şi structurile preferat. Cu toate acestea, în ciuda unor studii intense în ultimele două decenii încearcă să înţeleagă mecanismul de auto asamblare şi dispunerea spatiala a moleculelor alkanethiol pe suprafetele, calculele experiment şi teoretic au fost de acord persistent: În special, discuţia, dacă moleculele de adsorb pe partea de sus sau într-un loc în apropiere de podul de site-ul a fost unul dintre cele mai remarcabile controverse [1, 2]. Faptul că reconstituirile de suprafaţă nu au fost luate în considerare ar putea fi la originea rezultatelor controversate. A STM recent / studiu DFT la o acoperire foarte mici descoperit o adatom de aur între două molecule tiolic [3]. Acest lucru a fost susţinut în continuare de un studiu de PED / GXRD / DFT la o acoperire de inalta densitate [4]. Later investigaţiilor teoretice ţinând adatoms aur în considerare în tiol-SAM structuri au demonstrat o mai bună acord cu experimente [5, 6]. În lucrarea de faţă, le-am studiat sistematic adatoms şi structuri de posturi vacante de suprafaţă şi faţă de energiile lor de legare şi de suprafaţă. Diferenţele structurale între (√ √ 3 × 3) R30o, de asemenea, cunoscut sub numele de α-fază, şi c (4 × 2) superlattices au fost investigate. In timp ce rezultatele noastre arată pentru faza de alfa care moleculele sunt legate în mod direct la o Au unreconstructed (111) de suprafata de pe un site pod uşor deplasat în poziţia gol FCC, pentru c (4 × 2) calculele care implică adatoms aur sugerează o poziţie de cvasi-sus pentru a fi favorabil adsorbţie site-ului. În special, am constatat că atomii de aur adăugată într-o fază α-induce o fază de tranziţie care se termină într-un nou c (4 × 2). Imagini simulate STM a structurii noastre cele mai favorabile, inclusiv adatoms şi posturile vacante prezintă modulării zig-zag în intensitate, care este caracteristică pentru faza de δ-c (4 × 2) suprastructurii. Acesta poate fi văzut clar că diferenţele nu provin numai de la poziţiile inequivalent de atomi de S, cu privire la suprafaţă, dar, de asemenea, rezulta din variaţiile înclinarea şi unghiurile de precesie cu privire la α-faza.

[1] Vericat, C.; Vela, ME; Salvarezza, Fiz RC. Chim. Chim. Fiz. 2005, 7, 3258-3268.
[2] Vericat, C.; Vela, ME, Benitez, GA, Gago, JAM; Torrelles, X.; Salvarezza, RCJ Phys: Cond.. Mat. 2006, 18, R867-R900.
[3] Maksymovych, P.; Sorescu, DC; Yates, JT Fiz. Rev lit. 2006, 97, 146103.
[4] Mazzarello, R.: Cossaro, A.: Verdini, A.: Rousseau, R.: Casalis, L.: Danisman, MF: Floreano, L.: Scandolo, S.: Morgante, A.: Scoles, G Phys.. Rev lit. 2007, 98, 016102.
[5] Nagoya, A.; Morikawa, YJ Phys: Cond.. Mat. 2007, 19, 365245.
[6] Wang, J.-g.; Selloni, AJ Fiz. Chim. C 2007, 111, 12149-12151.

Abordarea algebrice la reţelele şi Spectroscpy şi dinamica

Mohamad Toutounji
Emiratele Arabe Unite University

Algebra Lie, Zassenhaus, şi tehnici de diferenţiere parametru sunt utilizate pentru a sparge exponenţială a unui operator de Hamiltonianului biliniară într-un produs de noncommuting operatorilor exponenţiale de virtutea teoriei Wei şi J. Norman [Wei, E. Norman, J. Math. Fiz. 4, 575 (1963); J. Wei, E. Norman, Proc. Amer. Math. Soc, 15., 327 (1964)]. Există aproximativ trei moduri diferite de a găsi exponenţi Zassenhaus, şi anume extinderea binom, Suzuki formulă, şi Q-exponenţială de transformare. O metoda de a patra, şi mai de încredere, este furnizat. Deoarece liniar deplasate şi distorsionat (schimbarea curbură la excitaţie / de emisie) Hamiltonianul şi spin-bozonului Hamiltonianul pot fi clasificate ca hamiltonienii biliniară, algoritmul algebric prezentate (descurcare operatorul care exploatează exponenţială de şase dimensiuni caz algebra Lie) ar trebui să fie utilă în spin-bozonului probleme. Creşterea exponenţială liniar strămutate şi a denaturat Hamiltonianul este doar tratate aici. În timp ce modelul de tip spin-bozonului este folosit aici doar ca o demonstraţie a ideii, abordarea aici este mai generală şi mai performante decât exemplu specific tratate. Optic liniar dipol de corespondenţă funcţia de moment este algebric derivate folosind metodele de mai sus menţionate şi stari coerente. Stari coerente sunt vectorii proprii ale operatorului de bosonic scădere, şi nu a operatorului de creştere În timp ce exp () traduce stari coerente, exp () privind funcţionarea stari coerente a fost întotdeauna o provocare, nu are ca vectorii proprii. Trei abordări, şi rezultatele din acea operaţiune sunt furnizate. Spectrele de absorbţie liniare sunt derivate, calculate, şi au discutat. Liniară dipol corelaţie funcţie de moment, pentru cazul pur cuplare pătratică este exprimată în termeni de polinoame Legendre pentru a arăta mai bine tranziţiile chiar vibronice în spectrul de absorbţie. Compararea formele liniei prezenta cele calculate de alte metode este furnizat. Franck-Condon factori de cuplare atât liniare şi pătratice sunt exact contabilizate de spectrele de aici calculat de absorbţie liniară. Această metodologie nouă ar trebui să deschidă uşor mod de a calcula funcţia de corelare patru puncte, F (t1, t2, t3, t4), din care funcţia de răspuns optic neliniare pot fi achiziţionate, după cum evaluarea F (t1, t2, t3, t4) este de a evalua numai optice liniare dipol funcţie de corespondenţă momentul iterativ la intervale de timp diferite, care ar trebui să permită calcularea diferitelor semnale optice neliniare temporal / spectrale.

TDDFT Energiile excitaţie: o evaluare si un test de diagnosticare

Michael JG Peach1, Peter Benfield1, Trygve Helgaker2, David J Tozer 1
1 Departamentul de Chimie, Universitatea din Durham, Durham, Marea Britanie
2Centre pentru Chimie teoretică şi computaţională, Departamentul de Chimie, Universitatea din Oslo, Norvegia

http://www.dur.ac.uk/djtozer

Va prezentam o evaluare critică [1] a performanţelor DFT schimb de corespondenţă funcţionale pentru calcularea locale, Rydberg, şi-intramoleculare taxa de transfer (CT) energii electronice excitatie. Gradul de suprapunere spaţiale între orbite ocupate şi virtuale implicat într-un excitatie este măsurată cu ajutorul unui Λ cantitate, precum şi măsura în care erorile de energie de excitare se corelează cu Λ este cuantificat.

The Coulomb-atenuat CAM-B3LYP [2] prevede funcţionale de departe cea mai buna performanta de ansamblu; nici o corelaţie este observată între erori de energie de excitaţie şi Λ, reflectând de bună calitate, descriere echilibrată a tuturor celor trei categorii de excitatie. Prin contrast, o corelaţie clară este observat pentru reprezentantul GGA and functionale hibrid, care permite un simplu test de diagnostic care urmează să fie propuse pentru a judeca fiabilitatea o excitaţie generală de la aceste funcţionale - atunci când Λ scade sub un anumit prag, excitaţiilor sunt susceptibile de a fi foarte semnificativ de eroare.

Studiul subliniază caracterul ambiguu al "transfer de sarcina" pe termen, oferind o perspectivă asupra observaţia că, deşi mulţi excitaţiilor CT sunt slab descrise de GGA and functionale hibride, altele sunt reproduse cu acurateţe. For GGA and functionale alte locale, vom demonstra, de asemenea, că erorile extinse în asimptotică excitaţiilor intermoleculare CT poate fi înţeleasă cantitativ dintr-o considerare a discontinuităţii întreg [3].

[1] MJG de culoarea piersicii, P Benfield, T Helgaker, DJ Tozer, J. Chem. Fiz. 128 044118 (2008)
[2] T Yanai, DP Tew, şi NC Handy, Chem. Fiz. Lit. 393 51 (2004)
[3] JP Perdew, Parr RG, M Levy, JL Balduz, Fiz. Rev lit. 49 1691 (1982)

Progresele recente privind dezvoltarea pe orbită fără funcţionale Kinetic densitate energetică pentru Simulatoare Materiale

SBTrickey 1, VVKarasiev1, 2, RS Jones3,
şi FE Harris1, 4
1 Quantum Teoria proiectului, Departamentul de Fizică şi Departamentul de Chimie
Univ.of Florida, Gainesville, FL 32611

2 Centro de Quimica, Instituto de Venezolano
Investigaciones Cientificas, Ivic,
Apartado 21827, Caracas 1020-A, Venezuela

3 Departamentul de Fizica, Loyola College din Maryland,
4501 N. Charles Street, Baltimore, MD 21210

4 Dept.of Fizica, Univ. din Utah, Salt Lake City UT 84112

Recursul a teoriei densitate orbitale fără funcţionale pentru simulările materiale este perspectiva de a-Nascut Oppenheimer forţele pentru prima principiilor dinamicii moleculare, cu o scalare costul computational ca volum de sistem în cauză, mai degrabă decât o anumită putere a numărului de electroni Ne. Desigur, veriga lipsă este o alternativă fiabilă, orbitale fără expresie pentru Ts Kohn-Sham energia cinetică (KE) funcţionale. În ciuda construcţia atentă a acestora, funcţionale anterioare KE a expansiunii gradientului sau apropierea degrade generalizate (GGA), tipuri de forţe nu randament acceptabil chiar şi pentru simplu interatomice diatomice si molecule polyatomic.

In locul de munca anterioare [1,2], am urmărit această dificultate în primul rând la încălcarea de constrângere non-negativitate asupra potenţialului Pauli. Am propus folosirea funcţionalelor Conjoint modificate parametrizate to recupera inter-atomice forţele pentru seturi de formare foarte mici, fără a fi nevoie ca acestea să randament, de asemenea, energiile totale exacte. The functionale modificată, în comun cu GGA-tip funcţionale, sunt singulare la nuclee, dar singularitate este pozitiv, ceea ce duce la forţele semi-cantitativ corect interatomice. După topografie că locul de muncă, de convorbire va prezenta progresele noastre recente, în curs de dezvoltare simplu semi-KE locale funcţionale. Prin trunchiere a expansiunii gradientului şi executarea de non-singularitate cu ordinea, suntem capabili de a elimina singularităţile unphysical din potenţialul Pauli. Rezultatul este un set de aşa-numitele instrumente derivate densitate redusă în ceea ce priveşte functionale care noi aproximative pot fi exprimate. Rezultatele de la o anumită aproximare redus simple cu derivate (ADR) cinetică-funcţionale de energie va fi dat.

[Locuri de munca sustinuta in parte de US National Science Foundation ITR Grant DMR-0325553.]

1. VV Karasiev, SB Trickey, şi FE Harris, J. Comp.- Mat asistată. Des. 13, 111 (2006).

2. "Progresele recente în curs de dezvoltare pe orbită fără funcţionale energia cinetică", VV Karasiev, RS Jones, SB Trickey, şi FE Harris, în "Noi dezvoltări Quantum chimie", JL Paz si AJ Hernandez, editori (de orientare pentru Cercetare, Kerala) [în apăsaţi].

Functonals noi Densitate pentru o gamă largă de aplicaţii

Donald G. Truhlar şi Yan Zhao
Departamentul de Chimie, Universitatea din Minnesota
207 Plăcut Sf. SE, Minneapolis, MN 55455

Am dezvoltat o suită de densitate functionale. Funcţională cu cea mai largă capacitate, M06, este unic si potrivit pentru o buna performanta de pe ambele de tranziţie-metal şi principalul grup-chimie; dă, de asemenea, rezultate bune pentru înălţimi de barieră şi interacţiuni noncovalent. Un alt funcţional, M06-L, nu are nici schimb Hartree-Fock, acest lucru permite calcule foarte rapid pe sisteme mari, şi M06-L este deosebit de bun pentru metale de tranziţie-chimie si shieldings RMN chimice. M08-2X are cea mai bună performanţă bun pentru termochimie principală de grup, înălţimi barieră, şi interacţiunile noncovalent. M06-HF nu are nici o eroare de auto-interacţiunea şi este cel mai bun funcţional pentru spectroscopie transfer de sarcina. O caracteristică generală a întregii suite este includerea optimizat de densitate energiei cinetice şi o mai mare acuratete separată a contribuţiilor cu raza medie de schimb şi corelare cu mai puţin de anulare erori decât functionale anterioare [1-4], de exemplu, funcţionale sunt compatibile cu un gama de Hartree-Fock de schimb şi, deşi una sau alta dintre ele poate fi mai recomandat pentru una sau alta proprietate sau aplicaţie, toate cele patru sunt mai bune, în medie, decât B3LYP funcţionale foarte popular.
[1] "Proiectarea functionale Densitatea prin combinarea Mod de satisfacţie Constrângere cu Parametrizare for termochimie, Cinetica termochimice, şi interacţiunilor Noncovalent," Y. Zhao, NE Schultz, şi DG Truhlar, Jurnalul de Chimie Teoria şi calculul 2, 364-382 (2006).
[2] "O densitate local nou funcţională pentru termochimie Grupa principală, de tranziţie Bonding metal, Cinetica termochimice, şi Interacţiuni Noncovalent," Y. Zhao şi DG Truhlar, Jurnalul de Chimie Fizică 125, 194101/1-18 (2006).
[3] "The Suite M06 of functionale densitatea termochimie Grupa principală, Cinetica termochimice, Interacţiuni Noncovalent, stari excitate, şi elemente de tranziţie: Două funcţionale noi şi testarea sistematică a patru M06-Class funcţionale şi 12 functionale Altele," Y. Zhao si DG Truhlar, Conturi teoretice Chimie 120, 215-241 (2008).
[4] "functionale Densitate, cu largă aplicabilitate în chimie," Y. Zhao şi DG Truhlar, Conturi a Cercetări Chimice 41, 157-167 (2008).

Ciocnirilor atomice şi moleculare într-un câmp magnetic: mecanisme şi de control

TV Tscherbul, {^ 1} RV Krems2, şi A. Dalgarno 1
1ITAMP, Harvard-Smithsonian CFA, Cambridge, MA 02138, Statele Unite ale Americii

2Department de Chimie, Universitatea din British Columbia,
Vancouver BC, V6T1Z1, Canada

Un obiectiv fundamental în spatele experimente recente cu molecule de rece este de a intelege mecanismele de transfer al energiei inelastice şi a reacţiilor chimice, în prezenţa unor câmpuri electromagnetice. Aici, ne arată că ciocnirile de molecule de oxigen poate fi eficient manipulate de câmpurile magnetice. Secţiunile transversale pentru relaxare spin in O2 - O2 coliziuni creşte cu cinci ordine de mărime ca şi câmp magnetic extern este variat 0 - 200 G, ceea ce sugereaza ca de răcire prin evaporare de molecule este posibilă numai la câmpuri magnetice mici. Rezultatele noastre indica faptul ca depolarizare spin in molecula-molecula coliziuni este, în general, mai eficient decât în atom molecula coliziuni.

Transfer de coliziune indusă de polarizare între atomii de metal alcaline si He3 nuclee joacă un rol important în spin-optice de schimb de pompare [1], magnetometrie atomice [2], precum şi de răcire criogenice [3]. Aici, vom prezenta cuantice mecanice secţiuni transversale pentru schimbul de spin in coliziuni de Li, Na, K şi atomi cu El-3 bazată pe calcule exacte ab initio din densitatea spinul electronului. Calculele noastre indică faptul că modelele anterioare au tendinţa de a supraestima hiperfine Fermi interacţiune de contact cu un factor de aproximativ 10. Găsim că secţiunile calculate cruce pentru spin schimb Na - El şi K - El coliziunile sunt in acord cu măsurătorile anterioare efectuate la T = 373.15 K [4].

[1] TG Walker şi W. Happer, Rev Mod. Fiz. 69, 629 (1997).
[2] D. Budker et al, Rev Mod.. Fiz. 74, 1153 (2002).
[3] T. Hong et al, arXiv:. 0805.1416 (2008).
[4] TG Walker, Fiz. Rev A 40, 4959 (1989).

De prelevare a probelor şi a energiilor consolidată conformaţionale gratuit, prin intermediul romanului spatio-filare transformări şi dinamica adiabatic

Mark E. Tuckerman
Departamentul de Chimie şi Institutul Courant de Ştiinţe Matematice

Una din problemele de calcul provocarea mare este capabil să elaboreze o metodologie de prelevare de probe echilibre conformationale în sisteme cu peisaje de energie aspră. În cazul în care sa întâlnit, multe probleme importante, mai ales structura Predictii proteine, ar putea fi influenţate în mod semnificativ. În această discuţie, voi prezenta o nouă abordare în care dinamica moleculara este combinat cu o transformare variabilă roman destinate să urzeală spaţiu de configurare, astfel încât barierele sunt reduse şi bazine atractiv întinse. Noua metodă păstrează proprietăţile în mod riguros echilibru în timp ce conduc la îmbunătăţiri foarte mari în eficienţa de prelevare a probelor. Performanţa metodei este demonstrată pe lanţuri lungi de polimer şi modele simple de proteine si este indicat să depăşească în mod semnificativ de schimb de replica Monte Carlo cu o singura traiectorie. În sfârşit, o nouă abordare dinamica moleculara for generateing multi-dimensional free-energy suprafeţele care are dinamica adiabatic combinate cu mai multe etape de timp de integrare de a conduce un set de extins de fază-spaţiu variabile ca un mijloc de consolidare prelevarea de probe de un subspaţiu de variabile colective vor fi prezentate.

MD şi obligatorii QMMM Calcule Affinity Corelarea cu Potenţa citotoxice instrumentelor financiare derivate Colchicină romanului împotriva liniilor Cancer Cell

JA Tuszynski, Mane J., JT Huzil şi L. Johnson
Divizia de Oncologie experimentale
Crucea Cancer Institute
11560 University Avenue
Edmonton, AB T6G 1Z2
Canada

Colchicina este un extrem de toxic derivate din plante alcaloid care inhibă polimerizarea microtubule by legarea de dimerii de tubulină. În prezent, valoarea chimioterapice of colchicina este limitata de toxicitatea sa impotriva celulelor normale. Acest lucru ar putea fi remediată prin derivatizing colchicina pentru a lega preferenţial isotypes tubulinei sau mutanţi, care sunt mai frecvente în celulele canceroase decât în ţesuturile normale ale corpului, şi în special în acele tipuri de cancer care sunt rezistente la terapiile conventionale. În studii recente, sa demonstrat faptul că clasa III ß-tubulinei supra-expresie este asociat cu taxani-rezistente la subseturi de non-cancer pulmonar cu celule mici, cancer ovarian avansat, cancer de sân şi cancerul de origine necunoscută primar. În studiul nostru am folosit Mecanica Cuantica Mecanica moleculară (QMMM) şi dinamica moleculara (MD) de modelare pentru a construi şi de a evalua derivate din colchicina care va lega clasa III SS-tubulinei cu afinitate crescută. Folosind tehnici de modelare şi QMMM MD, 21 derivaţii colchicina au fost concepute pentru a creşte afinitate pentru clasa III beta-tubulinei, oferind o fixare mai bună sterica în buzunar obligatoriu. Aceste instrumente derivate au fost ulterior sintetizate de chimisti organici la Oncovista Inc din San Antonio, TX. Instrumentele derivate colchicina au fost apoi testată în teste citotoxicitatea MTS împotriva zece linii diferite de celule canceroase si o linie de celule normale, cu caracteristici diferite şi morfologii. Rezultatele au fost obţinute prin grafice citirile absorbanţa MTS, şi calcularea o valoare EC50 (concentraţie de droguri, la care 50% din efecte de droguri sunt privite), folosind sigmoidală doză-răspuns analiză. Colchicina are o valoare de EC50 în intervalul de 10-7 M, şi mai multe de derivate roman noastre (adică CH-32, CH-34 si CH-35) s-au dovedit a avea EC50 Valori în intervalul de M 10-9, în timp ce alţi derivaţi (ex CH-6, CH-7 si CH-21) s-au dovedit a avea EC50 valori în intervalul 10-5 M la 10-6 M. Aceste rezultate indică faptul că anumiţi derivaţi ai noştri au mai mult de 100 de ori mai mare de celule canceroase ucide eficacitate decât colchicina. Interesant, citotoxicitate comparativ cu derivate a fost gasit se coreleaza cu prezis teoretic QMMM şi afinităţi MD bindign. Derivaţi de succes mandat de cercetare a continuat, screening şi dezvoltare. Noi propunem ca abordarea noastra de modelare pot fi folosite pentru proiectarea şi testarea in silico orice varietate de medicamente pentru obiective specifice, cum ar fi alcaloizilor din vinca, taxani şi peloruside.

Optimizarea funcţii de undă Multi-Body

Julien Toulouse1 şi Cyrus J. Umrigar 2
1 Laboratoire de Chimie Theorique (UMR 7616), Universitatea Pierre et Marie Curie (Paris 6) şi Centrul Naţional de la Recherche Scientifique, 4 Jussieu loc, 75252 Paris, Franţa
2 Laboratorul de Phyics stat Atomică şi Solid,
Universitatea Cornell, Ithaca, NY 14853

Metode simple de reducere la minimum a energiei pentru optimizarea cuantica Monte Carlo (QMC) wavefunctions sunt ineficiente, deoarece acestea necesită un număr foarte mare de Monte Carlo pe configuraţii parametru variationale. În consecinţă până acum câţiva ani, metoda varianţei-minimizarea (minimizarea varianţei locale de energie) a fost metoda preferată. Recent metode de simplu, robust şi eficient pentru optimizarea o combinaţie liniară arbitrară de energie şi varianţa, inclusiv optimizarea consumului de energie pură, au fost dezvoltate. Folosind aceste metode, este posibil să optimizeze toţi parametrii din wavefunctions QMC (Jastrow, coeficienţii determinantal, coeficienţii orbitale şi exponenţii funcţia de bază). Wavefunctions cu un număr mai mare de parametri progresiv variationale se constata ca au monoton descrescătoare energii, nu numai în variationale Monte Carlo, ci şi în fix-nod difuzie Monte Carlo.

[1] CJ Umrigar şi Claudia Filippi, Fiz.Rev lit. 94, 150201, (2005).
[2] CJ Umrigar, Julien Toulouse, Claudia Filippi, S. Sorella, RG Hennig, Fiz. Rev lit. 98, 110201 (2007).
[3] Julien Toulouse şi CJ Umrigar, J. Chem. Fiz.} 126, 084102, (2007).
[4] Julien Toulouse si CJ Umrigar, J. Chem. Fiz. 128, 174101 (2008).

Mutageneza computaţională in analiza de stabilitate proteine şi Funcţia: Efectele de hidratare

Grigorie M. Reck, Majid Masso şi Iosif I. Vaisman

Departamentul de Bioinformatica si Computational Biology, George Mason University, Statele Unite ale Americii

Modele exacte predictive pentru impactul substituţii amino reziduurilor acide privind stabilitatea proteine oferi perspective de important in structura si functia de proteine. Aceste modele sunt, de asemenea, valoroase pentru proiectare si inginerie de proteine noi. Metodele descrise anterior au folosit proprietăţi de secventa de proteine sau de structura pentru a prezice schimbarea energiei libere de mutanţi, prin aplicarea fie de calcul de energie pe bază de abordări sau tehnici de învăţare maşină. Cu toate acestea, precizia asociate cu aplicarea acestor metode este frecvent separat, departe de a fi optimă. Am detaliat o tehnica mutageneză calcul bazat pe un corp de patru, bazată pe cunoaştere potenţial, contactaţi statistice definite de tessellation Delaunay de locaţii de amino reziduurilor acide sau numai cu includerea locatii poziţiilor ipotetice de apă incadrand proteine. Pentru orice mutatie din cauza la o inlocuire singur aminoacid într-o proteina, metoda prevede o măsură de empirică normalizat a perturbaţiilor de mediu care decurg apar la fiecare poziţie de reziduuri. Predictori de reziduuri de mediu pe baza schimbărilor de stabilitate sunt evaluate prin aplicarea maşini-unelte de învăţare pentru seturi mari de formare de mutanţi derivate din proteine diverse care au fost studiate experimental şi descrise. Modele de predicţie bazat pe o abordare combinată noastre pentru proteine unhydrated si hidratata sunt, în multe cazuri depasesc semnificativ de alte modele existente.

O soluţie precisă a hypervirial G-particule-gaura.

C. Valdemoro 1, DR Alcoba2, LM Tel3, E. Pérez-Romero3
1 Instituto de Matemáticas y fundamentale fisica,
CSIC, Serrano 123, 28006 Madrid, Spania
2 Facultad de Ciencias Exactas y Naturales,
Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria
1428 Buenos Aires, Argentina
3 Departamento de Química fisica,
Universidad de Salamanca, 37008 Salamanca, Spania

Ecuaţia obţinute prin cartografierea reprezentarea matricea de ecuaţia lui Schrödinger, cu elemente 2-pentru matrice de corelare de tranziţie în spaţiul 2-corp este corelaţia aşa-numita contractat Schroedinger ecuaţia (CCSE) [1]. Forma acestei ecuaţii a fost cunoscut de mai multi ani. Aşa cum arată Alcoba [1], soluţia de CCSE coincide cu cea a ecuaţia Schrödinger. Aici atenţia este concentrată în hypervirial dispariţia operatorului G-particule-hole (GHV) [2]. Prin aplicarea de timp ca de transformare Heisenberg operatorului G-particule-gaura, o bună aproximare a valorii aşteptarea acestui operator, precum şi a GHV se obţine. O analiză comparativă a GHV şi partea anti-Hermitian a ecuatiei Schroedinger a contractat (ACSE) [3] demonstrează că condiţiile de staţionare a fostului implica grade de libertate mai mult decât cele ale celui din urmă şi, în consecinţă, ele sunt mai greu de îndeplinesc. Metoda este ilustrat de cazul isoelectronic beriliu seria, precum şi pentru Li2 and BeH2 molecule. Aceste rezultate arată că 99.04% -100.09% din energia corelaţie este reprezentat. De convergenţă a acestor calcule a fost mai rapidă atunci când se utilizează GHV decât cu ACSE.

[1] DR Alcoba, Fiz.Rev 65, 32519 (2002).

[2] DR Alcoba, C. Valdemoro, LM Tel, E. Pérez-Romero,
trimise spre publicare.

[3] DA Mazziotti, Fiz.Rev Lett., 97, 143002 (2006).

Green-Kubo pentru solide

Henk van Beijeren
Institutul de Fizica Teoretica
Universitatea din Utrecht

Green-Kubo formalism pentru derivarea ecuatiilor macroscopic dinamice pot fi dezvoltate direct cu ajutorul formalismului Mori-Zwanzig operator de proiecţie. Singurul (dar crucială!) intrări fizice sunt Hamiltonianul plus alegerea corectă a unui set de variabile microscopice ale căror valori, în medie, se va dezintegra lent. Pentru fluide simplu aceste "densităţi hidrodinamice" sunt lung, componentele Fourier val de masă, impuls şi densitate de energie. În solide dielectrica densitatea de masă trebuie să fie extins la un set de câmpuri deplasare, descrie abateri instantanee a poziţiilor atom, molecula de la valorile lor medii. Aplicarea formalismului Green-Kubo în acest caz, reproduce ecuaţiile cunoscute fenomenologică elastodynamic. În afară de expresii obişnuite microscopice pentru constante elastice pe care o produce expresiile pentru coeficienţii de transport în ceea ce priveşte integralelor peste curente curent funcţii de corespondenţă timp. Mod de-cuplare rezultate, inclusiv cozi de mult timp, poate diferi de cele corespunzătoare pentru fluide, ca urmare a înlocuirii de moduri de forfecare de catre modurile de sunet transversal.

Complementare structura sensibil şi insensibil relaţiile catalitică

Rutger van Santen A.
Schuit Institutul de Cataliza
Laboratorul de Chimie Anorganică şi Cataliza
Eindhoven University of Technology
Olanda

O categorie importanta de catalizatori eterogene este format din particule de metal de tranziţie dispersate pe un suport de mare suprafaţă. În cazul în care sprijinul poate fi considerat punct de vedere chimic inert, astfel cum poate fi cazul atunci când carbon este folosit ca un suport sau, uneori, de asemenea, pentru suporturi de alumină sau silicioase, de sprijin, în principal acţionează ca un agent de dispersie a particulelor de metal.

Aproape o jumătate de secol în urmă cu o dependenţă remarcabilă a ratei catalitică privind dispersia particulelor catalitic activ a fost gasit pentru anumite categorii de reacţii. Cu dimensiunea particulelor descrescătoare a trei tipuri diferite de comportament pot fi distinse. Întrucât unele reacţii par să fie independent de mărimea particulelor (de exemplu, hidrogenarea alchenelor nesaturate), altele va creşte considerabil cu dimensiunea particulelor în scădere (de exemplu, hydrogenolysis alcani) şi destul de interesant unele reacţii arată un maximum in activitatea atunci când scade dimensiunea particulelor (de exemplu, monoxid de carbon methanation). Gama tipic de mărimea particulelor în cazul în care aceste efecte sunt observate variază între 2 şi 20 nm. Acest lucru este în afara intervalului în care particulele de metal încep să se comporte ca grupuri moleculare în loc de particule metalice.

Prin urmare, reactivitatea chimică a particulelor de metal în acest interval de dimensiune poate fi dedus din diferenţele de reactivitate a suprafeţelor metalice de tranziţie, care au aceeaşi topologie ca site-urile care apar pe particulele de metal. Acesta oferă o legătură interesantă între ştiinţă de suprafaţă şi cataliza eterogena.

Mai ales din cauza detaliate de calcul cuantic-chimice studiile intelegerea noastra a relaţiei dintre structura de suprafaţă şi reactivitatea chimică de suprafaţă a fost îmbunătăţită semnificativ. După cum vom arăta o analiză detaliată a energiilor şi a structurilor de stat de tranziţie asigură legătura cheie conceptuală între reactivitatea chimică şi structura de suprafaţă. Acesta dezvăluie noi perspective cu privire la motivele sunt cele trei clase de structuri sensibile şi insensibile eterogene relatii catalitică reactivitate.

Explorarea de transfer de electroni şi cu Breaking Bond cu Limitată DFT

Troy Van Voorhis
Catedra de Chimie
Massachusetts Institute of Technology
77 Massachusetts Ave.
Cambridge, MA 02139

Electron reacţii de transfer sunt elementul central al complexelor artificiale fotosintetice, LED-uri organice şi în esenţă, toate de chimie redox. Această convorbire va pune în evidenţă lucrările în curs se desfăşoară în grupul nostru care vizează dezvoltarea de metode care pot simula cu exactitate dinamica de reacţie în aceste tipuri de sisteme. Concret, această discuţie se va concentra pe problema structurii electronice inerente în descrierea transferului de electroni: Cum putem trata state taxa de transfer pe picior de egalitate cu aceeaşi starii electronice? Cum putem face conexiuni intre o imagine cum ar fi teoria fenomenologică Marcus şi o abordare mai riguroasă ca DFT? Cum putem descrie formarea de obligaţiuni (în special, de transfer de protoni), care este adesea strâns legată de procesul de transfer de electroni? Timpul permite, vom menţiona unele aplicaţii din aceste metode de emisie a luminii organice, dinamica photoinduced şi / sau cataliza redox.

Proprietăţi structurale şi de dinamică a nanofluids folosind potentiale eficiente

Ramses van Zon
Chimie Fizica Teoria Group
Catedra de Chimie
Universitatea din Toronto
Toronto, Ontario, Canada

Suspensii de nanoparticule, nanofluids aşa-numitele, au o gama larga de aplicatii, de la racire lichid pentru a auto-asamblare. Potenţialele eficiente pentru nanoparticule vor fi prezentate, care permit un studiu teoretic mai eficiente a unor astfel de sisteme. Chiar si cu descrierea efectivă, diferenţa de lungime între scalele nanoparticule şi particulele de lichid în suspensie poate conduce la probleme în simulări de astfel de sisteme. Strategii se va acorda, care poate minimiza aceste probleme. Două aplicaţii ale descrierea efective vor fi discutate. Funcţiile de distribuţie radială sunt studiate ca un exemplu de o proprietate structurală a nanofluid, şi se demonstrează modul de a face cele mai multe dintre statisticile limitate prin folosirea aşa-numita metodă ponderate reziduuri în locul metodei histogramei. Dinamica deplasările particulelor individuale în nanofluids este a doua cerere a descrierii efective. Unul dintre rezultate este că nanoparticulele pot prezenta aproape-Gaussian comportamentului pe scara de timp pe ordinea la 5 la 10 picosecunde.

Modelarea multiscalară a membranelor polielectroliti auto-asamblate

Aleksey Vishnyakov, Alexander V. Neimark
Departamentul de Chimie şi Inginerie biochimica,
Rutgers, Universitatea de Stat din New Jersey

Membrane polielectroliti posedă adesea o structură ierarhică. Ele sunt construite din blocuri de scara nanometrica hidrofile si hidrofobe aranjate în auto-asamblate structuri mezoscopice. În funcţie de sistemul şi condiţiile de mediu, aceste structuri auto-asamblate poate avea fie simetrice regulate sau morfologii dezordonate fractal. De transport, mecanice, şi proprietăţile reologice ale unui sistem de auto-asamblate depind nu numai de compoziţia sa chimică, ci şi asupra morfologiei sale. Astfel, formarea structura este problema cheie care trebuie să fie considerată spre o mai bună înţelegere a proprietăţilor inginerie a sistemelor de auto-asamblate. Structura ierarhică a sistemelor polimer implică o structură ierarhică de o suită de instrumente de modelare, care trebuie să deschidere multe ordine de mărime de solzi spaţiale şi temporale. Voi prezenta o trecere în revistă a metodelor de simulare multiscalară utilizate în grupul nostru, care ne permit să descrie proprietăţile macroscopice ale sistemelor complexe de la ab-initio calculele cuantică cu o densitate de electroni la dinamica moleculara atomistă şi simulări Monte Carlo pentru a mazarat metode mesocsopic of Dinamica disipative de particule. Metodele vor fi ilustrate pe exemplul de formare a structurii şi de transport în membranele polielectroliti, cum ar fi Nafion and sulfonaţi bloc-copolimeri, care sunt angajaţi în celulele de combustie şi îmbrăcăminte de protecţie.

Geometrie optimizare cu o suprafaţă zgomotos energiei potenţiale

Lucas K. Wagner
University of California, Berkeley

În timp ce teoria densitate funcţională a fost foarte mare succes la calcularea structurile minim de energie pentru sistemele moleculare şi solide, acesta eşuează în mai multe regimuri, inclusiv starea excitată şi slab-obligatoriu sisteme. Quantum Monte Carlo (QMC) este o metodă deosebit de tentant pentru a îmbunătăţi cu privire la aceste deficienţe, deoarece aceasta oferă energii foarte exacte totale pentru starea fundamentală şi o descriere precisă a Statele selectate sunt excitate. Cu toate acestea, QMC suferă de două deficienţe majore: 1) forţele nu sunt uşor de calculat şi 2) de energie este obţinută cu o incertitudine stocastică, ceea ce face optimizarea o sarcină dificilă. Noi evalua mai multe metode pentru a depăşi aceste dificultăţi, şi să sugereze o soluţie.

Bariere de energie pentru disocierea complexe de proteine aplicat în faza de gaz

Surajith N. Wanasundara şi Mark Thachuk
Catedra de Chimie
Universitatea din British Columbia
2036 Mall principal, Vancouver, BC
V6T 1Z1, CANADA

Mai multe electrospray spectrometrie de masă cu ionizare (ESI-MS), studii care au evidenţiat faptul că disocierea complexe de proteine poate duce la fragmente cu taxa asimetrice la raporturile de masă. Barierelor gratuit ce energie pentru disocierea complexelor de proteine perceput poate fi folosit pentru a intelege acest fenomen. Comparativ cu profile de energie gratuita pentru disocierea plătesc citocromului c dimer au fost estimate prin efectuarea de simulari constrainted dinamica moleculara la centru fix selectate de masă (COM), distantele de-a lungul calea de disociere. Numărul mediu de overcrossings au fost, de asemenea, reprezentate grafic cu distanţa COM în scopul de a intelege schimbarile structurale în perioada disociere.

Simulare ab initio asupra morfologiei si Site-ul dependent de Reactivitatea Pt Nanoparticulele

Liya Wang, Ata Roudgar, Michael Eikerling
Departamentul de Chimie, Universitatea Simon Fraser
Institutul pentru Inovare pilelor de combustie, Consiliul Naţional de Cercetare Canada

Pt suportate nanoparticule sunt aplicate ca electrocatalyst in celulele de combustibil electrolit polimer (PEFCs). Structuri de dimensiune, morfologie, şi de suprafaţă a determina stabilitatea şi reactivitate a acestor particule. Am efectuat calcule ab initio bazate pe teoria Densitate funcţională (DFT) pe particulele de Pt cu diferite dimensiuni (până la 150 de atomi) şi morfologii. Energia de coeziune se calculează ca o funcţie de numărul de atomi. Octaedru and trunchiate octaedru sunt găsite ca fiind morfologiilor particula cea mai stabilă în intervalul de 1.2-2 nm. The cuboctahedron trunchiată a fost selectat pentru continuarea studiilor de reactivitate suprafaţă. Studii privind atom de oxigen adsorbţie au fost efectuate ca o sonda a efectelor structurii electronice asupra activităţii catalitice. Un atom de oxigen a fost mutat într-o reţea de site-uri bine definite şi calcule de optimizare geometrie au fost efectuate la fiecare punct, cu poziţie laterală fixă de oxigen şi configuraţia fixă atomice ale Pt. Ca rezultat, am putut construi parcele de contur a energiilor adsorbţie pentru fiecare nanofacet cristalină pe suprafaţa particulelor. În scopul de a exploata efectul de reconstrucţie particule pe adsorbţia de energie, am efectuat calcule de optimizare completă, în care toate gradele de libertate nucleare li se permite să se relaxeze. Rezultatele noastre indică faptul că la energii adsorbţie sunt puternic diferite spaţial funcţiile in fiecare faţetă. Comparaţia a energiei de adsorbţie între simulări cu structura de particule imobilizate si simulari care implică reconstrucţie de particule, arată că, în acest din urmă caz energia de adsorbţie creşte de la 0.5EV to 1.2eV, în funcţie de site-ul de adsorbţie.

Chimia a nanotuburilor de carbon cu un singur perete

Yan Alexander Wang
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z1, Canada
yawang@chem.ubc.ca

Starea de arta de a crea un singur post vacant fugit and substitutionally dopat cu un singur perete nanotuburi de carbon (SWCNTs) a fost făcut cu "brutal" mijloace fizice, în condiţii de temperatură foarte mare de sute şi mii de grade. Astfel de tratamente termice extreme, în general, nu au un grad mare de control asupra poziţiilor dopajului şi substituţie. Prin angajarea de densitate-funcţionale teoria, am demonstrat primul exemplu de sintetizare a substitutionally azot-dopat SWCNT prin chimie în condiţii de uşoară [1-3]. În reacţia de molecule de oxid nitric, cu o SWCNT defecte, site-ul 5-1DB defect poate capta un atom de azot dintr-o molecula de oxid nitric, obţinerii unui SWCNT azot-dopat. Acelaşi proces poate oferi, de asemenea, un mod nou de a repara o SWCNT deteriorat. Munca noastra se deschide perspective promiţătoare în dezvoltarea de materiale nanostructurate cu proprietăţi electronice noi.

Pentru a înţelege mai multe despre reactivitatea un singur post vacant fugit SWCNTs [3,4], am studiat interacţiunea dintre ozon si nanotuburi de carbon în prezenţa unui loc vacant şi a identificat căile cele mai probabile de disociere de ozon care urmează să fie reacţia implicarea activă nesaturate atom de carbon pe site-ul defect postul vacant [3,5]. Va oferim astfel o clarificare în timp util teoretică pentru procesul de ozonization of SWCNTs, care a fost utilizat pe scară largă pentru a reduce nanotuburi de carbon în experimente.

De căutare pentru sisteme nanocatalyst noi şi senzori este în prezent, un domeniu foarte activ de cercetare. Există o serie de proiecte în curs de desfăşurare experimentale cu ajutorul nanotuburilor de carbon ca un suport catalizator metalelor prin nanotuburi de carbon de acoperire cu nanoparticule de metal. Am explorat în continuare posibilitatea de a utiliza platină dopate cu nanotuburi de carbon ca senzori pentru molecule de gaz mici si ca nanocatalysts [2,3,6-8]. Rezultatele noastre vor facilita activitatea experimentale în chimie nanotub, care să permită aplicaţii ale SWCNTs în cataliză, senzori chimici, şi celule de combustibil. În timpul studiilor a adsorptions a moleculelor de gaz mici de pe platină dopate cu nanotub de carbon, am identificat, de asemenea, un roman-nanotuburi câteva coordonate complexe platină, care va fi extrem de utile pentru nanotuburi metalice chimie [7,8].

[1] "reacţiei chimice de oxizi de azot cu defect 5-1DB de nanotub de carbon cu un singur perete," LV Liu, wq Tian, şi YA Wang, J. Fiz.Chim. B 110, 1999-2005 (2006).

[2] "Proprietăţi Electronice şi Reactivitatea nanotuburilor de carbon dopate and Defected un singur perete," wq Tian, LV Liu şi YA Wang, în Manualul de nanotehnologie teoretica si computationala, Vol.. 9, editat de M. Rieth şi Schommers W. (Scientific American, Valencia, California, Statele Unite ale Americii, 2006), Cap. 10, p. 499-524.

[3] "Structura electronice şi Reactivities of Perfect, Defected, şi dopate cu un singur perete nanotuburi de carbon," wq Tian, LV Liu, Y.-K. Chen şi YA Wang, J. Calculatoare.Theor. Nanosci 5,. In press (2008).

[4] "Ab Initio Studii de post vacant Fullerene Defected si Single cu pereti nanotuburi de carbon," LV Liu, wq Tian, şi YA Wang, J. Chim. Fiz., Inscrise (2007).

[5] "Ozonization la site-ul defect Vacanţa nanotub de carbon cu un singur perete," LV Liu, wq Tian şi YA Wang, J. Fiz.Chim. B 110, 13037 la 13044 (2006).

[6] "Proprietăţi electronice şi reactivitate a nanotuburilor de carbon Pt-dopate," wq Tian, LV Liu şi YA Wang, Fiz.Chim. Chim. Fiz. 8, 3528-3539 (2006).

[7] "noi Nanotube-Coordonat Complexe Platinum," CS Yeung, LV Liu şi YA Wang, J. Calculatoare.Theor. Nanosci. 4, 1108-1119 (2007).

[8] "adsorbţie a moleculelor de gaz mici pe Pt-dopate cu nanotuburi de carbon cu un singur perete," CS Yeung, LV Liu şi YA Wang, J. Fiz.Chim. C 112, 7401-7411 (2008).

Comportamentul asimptotica instrumentelor financiare derivate functionala a functionale densitate cinetice-Energy

Yan Alexander Wang
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z1, Canada
yawang@chem.ubc.ca

"Un schimb de corespondenţă-discontinuitate derivat" [1] a atras atentia destul de considerabil recent şi mai multe grupuri de cercetare au fost proiectarea noi de schimb de corespondenţă-funcţionale densitate şi potenţiale pe baza rezultatelor acestor teoretice. Coloana vertebrală a argumentelor schimb de corespondenţă discontinuitate derivat în mare măsură se bazează pe o anumită valoare a potenţialului chimic, μ = - (I+ A) / 2, care este negativă a electronegativitatea Mulliken lui. Aici, I şi A sunt potenţialul de ionizare primul şi afinitate de electroni primul unui sistem cuantic delimitate chimic care face obiectul anchetei, respectiv. Am aratat anterior ca valoarea exactă a potenţialului chimic de la un număr întreg de electroni este negativ din primele ionizare potenţial, μ = - I, nu preferinţa populară a negative ale electronegativitatea Mulliken [2].

Pentru ambele non-interacţionează şi pe deplin interacţionează sisteme cuantice chimice, vom arăta în continuare că derivaţii funcţionale ale functionale densitate de energie cinetică-abordare derivata exacta funcţională a Weizsäcker von funcţionale asimptotic, atât în spaţiile Hilbert si Fock. În consecinţă, vom confirma evaluarea noastra initiala a discontinuităţii derivat [2]: nu există nici o discontinuitate derivat din funcţionale de schimb de corespondenţă, la un număr întreg de electroni şi derivate funcţională a densităţii cinetice-funcţionale a energiei este singurul responsabil pentru discontinuitatea derivate.

[1] JP Perdew, Parr RG, M. Levy, şi LJ Balduz, Jr., Fiz.Rev lit. 49, 1691 (1982).

[2] FE Zahariev şi y Wang, Fiz.Rev A 70, 042503 (2004).

Orbital-rectificat pe orbită-gratuit ce Densitate funcţională Teoria

Yan Alexander Wang
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia, Vancouver, BC V6T 1Z1, Canada
yawang@chem.ubc.ca

Teoria densitate funcţională (DFT) a fost ferm stabilit ca fiind unul dintre cele mai des utilizate metode de primul-principii mecanice cuantice în multe domenii. Fiecare dintre cele două modalităţi de soluţionare a problemei DFT, şi anume, tradiţionale pe bază de orbitale Kohn-Sham (KS) şi orbital-free (din) [1] sisteme, are punctele sale forte proprii şi punctele slabe. Am dezvoltat o noua implementare a DFT, şi anume orbitale-corectată a-DFT (OO-DFT) [2], care s-au adunat avantajele şi evită dezavantajele DE DFT şi KS-DFT şi permite sistemelor diferite în cadrul mediului de bonding chimice fi studiate la un cost mult mai mic decât tradiţionale de auto-consistente KS-DFT metodă. Pentru cubi Si-diamant şi faţa-centric-cubi Systems AG, OO-DFT realizează o exactitate comparabilă pe deplin de auto-consistent KS-DFT cu cel mult două non-auto-consistente iteraţii [2], prin evaluarea cu acurateţe electronic total de energie înainte de a ajunge complet de auto-coerenţa [2-5]. În plus, OO-DFT pot obţine scalarea liniar prin angajarea algoritmi disponibile in prezent liniar-scalarea KS-DFT şi poate furniza un instrument puternic pentru a trata sisteme mari de mii de atomi de mediu în cadrul diferitelor bonding chimice mult mai eficient decât alte disponibile in prezent liniar-scalare DFT metode. Munca noastra va ofera de asemenea un nou impuls pentru a îmbunătăţi în continuare a-DFT metodă disponibile în prezent în literatura de specialitate.

[1] "Orbital-cinetice gratuit ce-densitate de energie Teoria funcţională," YA Wang şi EA Carter, în cazul metodelor teoretice în chimie Faza Condensat, editat de SD Schwartz (Kluwer, Dordrecht, 2000), p. 117-184.

[2] "Orbital-rectificat pe orbită-gratuit ce Teoria densitate funcţională," B. Zhou şi YA Wang, J. Chim. Fiz. 124, 081107 (2006). Comunicare

[3] "O Densitate vremii total de energie funcţională," B. Zhou şi YA Wang, Int. J. Chem Quantum 107,. 2995-3000 (2007).

[4] "Evaluarea total de energie în metoda de corecţie Strutinsky Shell," B. Zhou şi YA Wang, J. Chim. Phys 127,. 064101 (2007).

[5] "Accelerarea de convergenţă de Evaluare total de energie în Calculele Densitate Teoria funcţională," B. Zhou şi YA Wang, J. Chim. Fiz. 128, 084101 (2008).

DFT şi Studii Forţa Domeniul de Metaboliţi triptofan şi interacţiunile lor cu beta-amiloid Peptide

Donald F. Weaver, 1 Michael D. Carter 1 şi Christopher Barden1
1Department de Chimie, Universitatea Dalhousie, Nova Scotia, Canada

Boala Alzheimer este o boala cronica progresiva a creierului caracterizata prin pierderea progresiva a memoriei si abilitati cognitive. Desi cauza a bolii Alzheimer rămâne unelucidated, dovezile actuale sugerează că agregarea aberanta de beta-amiloid peptida este o cauza primara. În urma unei în programul de screening silico, metaboliţi ai triptofanului au fost identificate ca agenţi capabile de legare la beta-amiloid peptidic si inhibă această proces misfolding proteine. Forţa de domeniu şi studii de DFT au fost folosite pentru a modela în mod explicit interacţiunea dintre metaboliţi triptofan diverse segmente ale peptida beta-amiloid.

Structura de P450s citocromului şi de droguri personalizate

Cheng Cheng-Zhang, Wang Jing-Fang, Yi Jing-Yan, Kuo-Chen Chou, Dong-Wei Qing *
Colegiul de Ştiinţe vieţii şi biotehnologia, Shanghai Jiao Tong University, 200240 Shanghai, China

P450s citocromului sunt cele mai importante enzime responsabile de metabolizarea de droguri faza I. Natura polimorfice a P450s citocromului influenţează în mare măsură răspunsurilor individuale de droguri, interacţiunile medicamentoase şi induce reacţii adverse la medicament. De departe, treizeci structuri de cristal de opt P450s mamifere citocromului (CYP 2C5, 2C8, 2C9, 3A4, 2D6, 2B4, 2A6 şi 1A2), au fost publicate. În această convorbire, vom discuta studiile recente cu privire la structurile de P450s citocromului: unele trăsături caracteristice ale acestor enzime şi mulţi aminoacizi esentiali, aminoacizi conservate în site-urile active au fost identificate. Aceste rezultate sunt de o importanţă fundamentală pentru dezvoltarea de droguri şi de înţelegere a metabolismului pentru substraturi atât endogene şi xenobiotice. Cu ajutorul metodelor de calcul, informaţiile structurale vor oferi perspective in personalizarea tratamente de droguri în ambele terapie de droguri corectă şi doza corespunzătoare unui anumit medicament.

Reacţii în mass-media viscoase: suprafeţele Potential de energie în solvent-soluţiei coordonatele

Manjinder Dhaliwal, 1 Essex Edwards, 1 Liam Huber, 1 Michael Basilevsky, 2 şi Noham Weinberg 1
1Department de Chimie, Universitatea din Valea Fraser, Abbotsford, BC V2S 7M8, Canada

2Photochemistry Center, Academia Rusă de Ştiinţe, Moscova 117421, Rusia

O definiţie roman [1] a unui solvent de coordonate asociat cu o reacţie dat este formulat în termeni de dinamică moleculară-traiectorii de solvent şi se aplică pentru a discuta despre topografia de energie potenţială şi suprafeţe libere de energie de reacţii de izomerizare model pe solvent-soluţiei coordonatele. Se arată că regimul a reactantului şi văi produsul pe aceste suprafeţe pot varia de la consecutive în paralel, în funcţie de puterea de interacţiunile cu solvent soluţiei, comutare astfel [2] de la Kramers-Grote-Hynes [3] pentru a-Agmon Hopfield [4] regim.

[1] M. Dhaliwal, MV Basilevsky, N. Weinberg, J. Chem. Fiz. 126, 234505 (2007)
[2] AM Berezhkovskii and V.Yu. Zitserman, Chem. Fiz. Lit. 158, 369 (1989)
[3] HA Kramers, Physica (Amsterdam) 7, 284 (1940), RF Grote şi JT Hynes, J. Chem. Fiz. 73, 2715 (1980)
[4] N. Agmon şi JJ Hopfield, J. Chem. Fiz. 78, 6947 (1983); 79, 2042 (1983)

Orbital fără potenţial încorporarea eficace: universalitatea, proprietăţi exact, aproximări, iar utilizarea sa în simulări numerice.

Tomasz A. Wesolowski, Georgios Fradelos, Jakub A. Kaminski
Dopartment de Chimie Fizică
Universitatea din Geneva
30, Quai Ernest-Ansermet
1211 Geneve, Elveţia

Trecem în revistă munca noastră recentă cu privire la o serie de aspecte legate de potenţialul de orbitale fără încorporarea eficace a introdus iniţial pentru introducerea unui sistem de non-interacţionând electroni într-un mediu congelate densitate [1]. Acest potenţial a fost demonstrat recent [2], care urmează să fie, de asemenea, exact pentru integrarea electroni interactioneaza la anumite condiţii. Construcţia unui nou non-empirice apropierea sale cinetice de energie dependentă de componente, care relfects mai multe dintre proprietăţile sale exacte [3], vor fi subliniate. Aplicaţii ale potenţialului orbitale fără încorporarea eficace în studiile de mediu induse de schimburi de observabile diferite determinate de particularităţile locale ale structurii electronice va fi revizuită [4].

[1] Wesolowski & Warshel J. Phys. Chim. 97 (1993) 8050.
[2] Wesolowski, Fiz. Rev.A. 77 (2008) 012504.
[3] Kaminski et al. în curs de pregătire
[4] Fradelos et al, în curs de pregătire

Modele exact rezolvabil de polimeri care fac obiectul unei forţe

Stu Whittington
Departamentul de Chimie, Universitatea din Toronto

Microscopie de forta atomica permite moleculelor individuale polimer care urmează să fie manipulate. De exemplu, un polimer într-o fază compact poate fi prelungit sau un polimer poate fi tras de pe o suprafaţă la care este absorbit. Vom discuta mai multe modele exact rezolvabil de polimeri care fac obiectul unei forţe, inclusiv modele de aceste două situaţii fizice. Pentru cazul de copolimeri aleatoare situaţia este mai complicată şi chiar modele simple nu pot fi rezolvate complet. Cu toate acestea, limitele superioare şi inferioare pot fi derivate care oferă informaţii cu privire la natura diagrama de fază în vigoare planul de temperatură.

Stare, Provocări şi Tendinţe pentru pilele de combustie Mergând mai departe

David P. Wilkinson 1,2
1Department de Inginerie Chimică şi Biologică, Universitatea din British Columbia, 2360 Mall-Est, Vancouver, BC, Canada V6T 1Z3
2National Consiliului de Cercetare, Institutul pentru Inovaţie pilelor de combustie, 4250 Wesbrook Mall, Vancouver, BC, Canada V6T 1W5

Progresul tehnic, precum şi investiţiile în celule de combustibil pentru transport, aplicaţii staţionare, portabile, şi micro celule de combustibil au fost semnificative în ultimii ani. Punctul de vedere actual este optimist pentru generarea de energie cu pila de combustie şi stare este prezent la nivel de proces teren, sau stadiul comercializarea rapidă, se deplasează în comercializarea de volum. Pilele de combustie şi combustibili directe electrochimice (inclusiv hidrogen) oferă promisiunea de a fi una din solutiile pe termen lung, la îmbunătăţirea eficienţei energetice, utilizarea durabilă a energiei, securitatea energetică şi reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră şi a poluării urbane. Cu toate acestea, pilele de combustie vor trebuie să fie competitive în plan economic şi o bază de performanţă cu motorul stabilite şi foarte dezvoltat cu ardere internă şi alte forme de generare a energiei electrice. Chiar dacă multe progrese au fost realizate cu celule de combustibil provocări semnificative tehnice rămân şi astăzi într-o serie de domenii, inclusiv fiabilitate, durabilitate, costuri, flexibilitate operaţională, simplificarea şi integrarea de tehnologie, înţelegere fundamentală şi impactul ciclului de viaţă. Înţelegere fundamentale, noi materiale avansate si design de inginerie asociate, precum şi de modelare vor fi necesare pentru a recupera aceste decalaje tehnice. Această prezentare va oferi o perspectivă pe tehnologia cu celule de combustibil astăzi, direcţiile de cercetare şi dezvoltare, precum şi ştiinţifice şi inginereşti provocărilor cu care se confruntă cu celule de combustibil comunitate.

Flexibilitate proteine în andocare moleculară

Zunnan Huang şi Chung F. Wong
Departamentul de Chimie si Biochimie si Centrul pentru Nanostiinte,
Universitatea din Missouri-Saint Louis,
Un Universitatea Boulevard, St Louis, Missouri 63121, Statele Unite ale Americii.

Moleculară andocare este joacă un rol din ce în ce mai important în studierea recunoaşterea moleculară şi în proiectare asistată de calculator de droguri. Până de curând, locul de muncă cele mai multe precedent sa concentrat pe asumarea moleculele de proteine care urmează să fie molecule complet rigidă. Din păcate, această apropiere nu funcţionează întotdeauna bine, deoarece multe molecule de proteine sunt cunoscute de a adopta conformaţiei diferite în funcţie de ceea ce liganzii sunt obligate să le. Această discuţie va revizui eforturile noastre recente cu privire la dezvoltarea dinamica moleculara bazate pe metode să includă flexibilitate proteina din andocare moleculare. By utilizarea kinaze proteine si fosfatazele ca exemple, vom demonstra modul în care modelele noastre pot îmbunătăţi andocare ligand, studiul conformaţiei diferite ale unei proteine care sunt induse de liganzi diverse, şi să ofere perspective de andocare în cai de la nivel atomic.

Energia potenţială de la suprafaţă la Aspect 3D Potential de

Wu Tao, 1 Qi Wang1 and Qunsheng Peng2
1Department de Chimie, Universitatea Zhejiang, China

2State de laborator cheie ale CAD & CG, Departamentul de Matematică, Universitatea Zhejiang, China

Este bine înţeles faptul că suprafeţele potenţialul de energie joacă un rol-cheie în dinamica chimice moderne. În studiul dinamicii biopolimer, din cauza complexe ale sistemelor, în multe cazuri, doar una dintre versiunile sale 1D simplu - peisaj de energie potenţială sau peisaj energiei libere - ar putea fi utilizate. Potential de aspect 3D, care este corespund regiunilor funcţional importante şi joacă un rol-cheie în recunoaşterea, de stabilizare şi de aderenţă, lipseşte. Există două probleme: 1.Nr modul general în calcul. 2. Nu pot fi identificate prin inspecţie vizuală simplă a dinamicii. În această convorbire, o introducere pe scurt de aplicare a suprafetelor de energie potenţială / peisaj energia potenţială in dinamica de transport, precum şi dinamica aderenţă proteine pe suprafata texturi este raportat la scara nanometrica. Apoi, vom introduce dezvoltarea retrimiterea de aspect potenţial 3D în studiul de stabilitate proteine în intervalul de timp lung.

Pe Derivarea Ecuaţia Kohn-Sham

Ping Xiang şi Yan Alexander Wang
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia, Canada

Două modalităţi de a obţine ecuaţia Kohn-Sham sunt implicate în literatura de specialitate existente. Cu toate acestea, ambele sunt dovedit a fi incorectă, deoarece acestea ar duce la un paradox. Este constatat că unele proceduri plauzibile, care sunt comune în literatura de specialitate dau naştere la acest paradox. Un teorema este propus pentru a elucida eroarea acestor proceduri. În plus, se arată că paradoxul poate fi rezolvată prin introducerea unor constante arbitrare în potenţialul Kohn-Sham eficient.

Extinderea aplicabilităţii B3LYP

Xu Xin, Jianming Wu, Ying Zhang şi Anan Wu
Laborator de stat-cheie de Chimie Fizică de suprafete solide, Departamentul de Chimie, Universitatea Xiamen, Xiamen 361005, Fujian, ChinaState cheie Laboratorul de Chimie Fizică de suprafete solide, Centrul de Chimie teoretică, Colegiul de Chimie şi Inginerie Chimică, Universitatea Xiamen, Xiamen 361005, China

Teoria densitate funcţională (DFT), a devenit metoda de alegere pentru calculele prima chimice principiile cuantice ale structurii electronice şi proprietăţile chimice ale sistemelor multe. Bazat pe numărul de apariţii de nume funcţionale în revista titlurile şi rezumatele analizate de pe Web ISI of Science (2007), B3LYP este de departe cel mai popular densitatea functionale in chimie, reprezentând 80% din totalul de apariţii ale functionale densitatea în literatura de specialitate, în perioada 1990-2006.

Este B3LYP bun pentru tot? Cum putem merge dincolo de B3LYP?

Strategiile noastre se împart în două categorii. Una este de a proiecta un sistem de corecţie sistematic pe partea de sus a B3LYP, astfel încât toate datele B3LYP, deja şi în mod continuu a construit-up în literatura de specialitate, poate fi utilizat cu o precizie mai mare şi fiabilitate mai mare, astfel, la nici un cost suplimentar faţă de B3LYP. Cealaltă este de a dezvolta noi densitate funcţională. Funcţională noi ar trebui să menţină avantajul de a B3LYP, în timp ce depăşi dificultăţile sale cunoscute, conducând la o funcţională generală cu putere predictivă mai mult.

În această convorbire, progres de-a lungul aceste două linii în grupa noastră vor fi raportate

Studiul teoretic al structurilor moleculare medii la nivelul statelor vibrationale excitate
folosind cvasi-clasice directe MD ab initio

Tomonori Yamada 1,2 şi Misako Aida1, 2
1 Departamentul de Chimie, Graduate School of Science, Universitatea din Hiroshima, Japonia
2 Centrul pentru Quantum Life Sciences, JAPONIA

Recentele progrese înregistrate de putere de calculator a permis înalt nivel calcule ab initio MO, iar acum căutarea pentru un fund o suprafaţă energia potenţială este de rutină efectuată prin calcularea energii potenţiale şi degradeuri lor. Structurile moleculare în sistemele reale sunt, însă, distribuite pe toate spaţiile posibile coordonate la nivelul statelor anumite vibrationala. The conformaţiei moleculare măsurată prin experimentele sunt valori medii, şi sunt diferite în funcţie de eigenstates vibrationale ale moleculei. În plus, definiţiile structurilor depinde de metodele experimentale [1,2]. Prin urmare, metodele teoretice sunt de aşteptat să fie în măsură să calculeze structurile definite în mod diferit la nivelul statelor, inclusiv vibrationl stari excitate. În acest studiu, vom calcula distantele atomice ale radicalilor OH şi DO la sol si stari excitate vibraţională cu mai multe definiţii şi compară rezultatele cu valorile observate experimental.

Pentru calcularea structurilor medie, am folosit două metode; (a) cvasi-clasică directe ab initio dinamica moleculara (MD) [3], şi (b) metoda de mecanica cuantică folosind metoda Fourier Grid Hamiltonian (FGH) [4]. Metodele (a) şi (b) să acorde clasice şi cuantice medie mecanic structuri, respectiv. Comparaţia între rezultatele metodelor clasice şi cuantice mecanice sunt de interes. În acest studiu, ne arată că există nici o diferenţă între structurile medie obţinută din aceste două metode, în cazul în care o stare bună se aplică metoda clasică.

În plus, ne arată cele re calculate, R0, RZ, RG şi structurile de H2O folosind cvasi-clasice directe MD ab initio. Rezultatele de calcul sunt de acord şi cu structurile observate experimental.

Referinţă
[1] T. Oka, J. Phys. Soc. JPN, 15., 2274 (1960).
[2] K. Kuchitsu, K. Oyanagi, Faraday Discutaţi. Chim. Soc, 62., 20 (1977)
[3] T. Yamada, M. Aida, Chem. Fiz. Lett, 752., 315 (2008).
[4] CC Marston, GG Balint-Kurti, J. Chem. Phys, 91., 3571 (1989).

Quantum dinamica sistemelor disipative

Yijing Yan
Departamentul de Chimie, Hong Kong Universitatea de Ştiinţă şi Tehnologie, Kowloon, Hong Kong

Teoria cuantică disipare (QDT) se ocupă cu dinamica unui sistem cuantic în contact cu împrejurimile baie cuantice. Este bine cunoscut faptul că Feynman-Vernon formalism influenţa functionale calea integrală este exacta pentru puterea arbitrară a efectelor disipare şi memoria împrejurimile Gaussian fluctuante pe sistem. Cu toate acestea, calea de formalism integrală este, în general, destul de incomod atât în punerea în aplicare şi aplicarea, în comparaţie cu omologul său diferenţial.

În această lucrare, voi prezenta o formă diferenţială echivalentă QDT exact, notate ca ecuaţiile de mişcare ierarhică (HEOM) formalism [1,2], pentru bosonul comparativ cu baie fermion, şi cazuri canonică faţă de marele canonice ansamblu baie de cuplare. Teoria admite de asemenea, un arbitrar în funcţie de timp de conducere câmp extern. Două sisteme vor fi utilizate pentru elaborarea formalismul HEOM.

Într-un electron de transfer (ET) de sistem, în împrejurimile fluctuant servi drept canonic boson-baie de ansamblu, responsabil pentru decoherence sistemului şi relaxare de energie. Voi discuta aspecte cuantice clasice versus solvatare şi conexe, pe baza rezultatelor analitice de HEOM pentru ratele de ET, în solvenţi Debye [3].

Într-o configurare de transport cuantic, o molecula sau cuantice dot este pus în contact cu electrozi sub tensiune părtinire aplicate şi / sau de tensiune poarta. Fiecare electrod serveşte drept canonic mare fermion-rezervor baie, la o temperatură dată şi în conformitate cu potenţialul extern chimice aplicate. Rezervorul de baie este acum responsabil nu numai pentru decoherence and relaxare de energie, dar, de asemenea, pentru particulele fermion (de exemplu, electronii) de transport în / din sistem. The HEOM bazate pe teoria cuantelor de transport vor fi sintetizate [2], împreună cu curenţii tranzitorii calculată printr-un sistem cuantic punct, ca răspuns la diferite forme de externe dependente de timp, tensiunea aplicată [4].

Sprijin din granturi de cercetare a Consiliului din Hong Kong este recunoscut de Guvern.

[1] RX Xu, P. Cui, XQ Li, Y. Mo, YJ Yan, 122, 041,103 (2005); RX Xu si YJ Yan, Fiz. E Apoc., 75, 031107 (2007), JS Jin, S. Welack, JY Luo, XQ Li, Cui P., RX Xu şi YJ Yan, J. Chem. Fiz. 126, 134113 (2007).
[2] JS Jin, X. Zheng şi YJ Yan, J. Chem. Fiz. 128, 234703 (2008).
[3] P. Han, RX Xu, BQ Li, J. Xu, P. Cui, Y. Mo şi YJ Yan, J. Phys. Chim. B, 110, 11438 (2006); RX Xu, Y. Chen, Cui P., HW Ke şi YJ Yan, J. Phys. Chim. A, 111, 9618 (2007).
[4] X. Zheng, JS Jin şi YJ Yan, prezentat Fiz. Rev B (2008).

Insights în Limitările actuale ale teoriei Densitate funcţionale

Paula Mori-Sanchez, Aron J. Cohen, şi Weitao Yang
Departamentul de Chimie, Universitatea Duke
Durham, NC 27708, Statele Unite ale Americii

Densitatea teoria funcţională a structurii electronice este pe scară largă şi aplicat cu succes în întreaga simulări de inginerie şi ştiinţe. Cu toate acestea, există eşecuri spectaculoase pentru proprietatile multe prezis, care pot fi urmărite la delocalizarea de eroare şi de eroare de corespondenţă statice de aproximări utilizate în mod obişnuit. Aceste erori pot fi caracterizată şi înţeles prin prisma tarifelor de fracţionară şi se invarte fracţionată a introdus recent. Reducerea acestor erori va deschide noi frontiere pentru aplicaţii ale teoriei densitate funcţionale.

Referinţe

P. Mori-Sanchez, AJ Cohen şi WT Yang, "Self-interactiune-free schimb de corespondenţă funcţionale pentru termochimie si cinetica," Jurnalul de Chimie Fizică, vol.. 124, p. 091102, 2006.

P. Mori-Sanchez, AJ Cohen şi WT Yang, "Multi-electron auto-interacţiunea eroare în functionale densitate aproximative," Jurnalul de Chimie Fizica, vol.. 125, p. 201102, 2006.

AJ Cohen, P. Mori-Sanchez, si WT Yang, "Dezvoltarea de schimb de corespondenţă, cu minim funcţionale multe electron-auto-interacţiune eroare," Jurnalul de Chimie Fizica, vol.. 126, p.191109, 2007.

AJ Cohen, p. Mori-Sanchez, şi WT Yang, "perspectiva taxa Fractionara pe banda-diferenţa de densitate-functionale teorie," Physical Review B, vol.. 77, p. 115123, 2008.

P. Mori-Sanchez, AJ Cohen şi WT Yang, "Sediu şi erori de delocalizare în teoria densitatii functionale şi implicaţiile pentru banda-gap pronosticuri," Physical Review Letters, vol.. 100, p. 146401, 2008

AJ Cohen, p. Mori-Sanchez, WT Yang, "se învârte fracţionare şi eroarea de corespondenţă statice, în teorie, densitate funcţională", Http: / / arXiv.org/abs/0805.1724.

Reacţie în rezonanţă F+ Reacţie H2

Dong Hui Zhang şi Yang Xueming *

Laborator de stat-cheie ale Dynamics reacţie moleculară, Dalian Institutul de Chimie Fizică, Academia Chineză de Ştiinţe, Dalian, Liaoning 116023, China

Rezonanţă reacţie este un subiect de cercetare de frontieră în industria chimică dinamică, şi este, de asemenea, esenţială pentru înţelegerea mecanismelor de reacţii chimice elementare. In aceasta prezentare, vom descrie un studiu recent combinat experimentale si teoretice asupra benchmark F+ H2 reacţie. Dovezi experimentale de rezonanţe reacţie a fost detectat într-o deplină stare cuantica studiu rezolvat împrăştierea reactivă a+ F reacţie H2. Foarte precise complet de modelare cuantice imprastiere teoretice arată că reacţia rezonanţă este cauzată de către două state rezonanţă reacţie. Alte studii arată că interferenţa cuantică este prezentă între cele două state rezonanţă reacţie pentru produsul înainte de imprastiere. Acest studiu este un pas important inainte in intelegerea noastra de rezonanţe reacţie chimică în benchmark F+ H2 sistem.　Alte studii experimentale privind efectul de excitaţie de rotaţie H2 on rezonanţe dinamice au fost efectuate. Rezonanţe dinamice pe F+ H2 (j = 1) de reacţie, de asemenea, au fost observate. Un studiu mai recent asupra+ F sistemul HD a fost de asemenea efectuate. Înlocuirea izotop prevede de fapt o sondă extrem de sensibil la suprafaţă potenţialul de reacţie rezonanţă în acest sistem de important.

Apocalipsa a cavităţii mari din apă în stare lichidă în ceea ce priveşte (H2O)-7P ABEEM / MM model

Dong-Xia Zhao, Ping Qian şi Zhong-Yang Zhi *
Chimie şi Inginerie Chimică Facultatea de
Liaoning Universitatea Normală
Dalian, 116029
China
zzyang@lnnu.edu.cn

Distribuţia granulometrică cavitate pentru apă lichidă a fost explorat în ceea ce priveşte dinamica moleculara simulari bazate pe recent dezvoltat-corp flexibil şi încărcaţi-fluctuant (H2O)-7P ABEEM / modelul MM potenţial. Simulările Dinamica moleculară au fost efectuate la unele temperaturi. Este constatat că distribuţia dimensiunilor în cavitatea apa in stare lichida prezinta carii mari şi fenomen oscilant. Din cavităţile mari ocupa cel mai remarcabil din volumul total de gol de lichid, deşi numărul mare al cariilor este un procent mic din numărul total de cavitate. Prin folosirea unui expresie topologic, o cavitate poate fi exprimat printr-o reţea legătură de hidrogen formate de o serie de molecule de apă care înconjoară cavitatea, şi cea mai mare cavitatea are 36 de molecule de apa din jur. Acest tip de reţea pe bază de hidrogen de obligaţiuni oferă o abordare de bază pentru a reprezenta o cavitate în apă lichidă. În scopul de a obţine o perspectivă mai departe în vigoare de obligaţiuni pe bază de hidrogen în jurul valorii de cavitatea mari, parametrii structurali şi distribuţiile ABEEM responsabil de moleculele de apa din apă în stare lichidă întreg au fost calculate şi se compară cu cele din cuşcă în jurul valorii de cavitatea mare. Implicaţiile al acestor constatări au fost analizate şi discutate în detaliu.

Referinţă
1.Yang, ZZ, Wu, Y., Zhao, DXJ Chem. Fiz. 2004, 120, 2541.
2.Wu, Y., Yang, ZZJ Fiz. Chim. A 2004, 108, 7563.
3.Yang, ZZ, Li, XJ Fiz. Chim. Un 2005 (Litere), 109, 3517.
4.Yang, ZZ, Li, XJ Chem. Fiz. 2005, 123, 094507.
5.Yang, ZZ, Zhang, QJ Comput. Chim. 2006, 27, 1.
6.Yang, ZZ, Qian, PJ Chem. Fiz. 2006, 125, 064311.

Mulţumiri
Autorii foarte mult mulţumesc profesorului Jay William Gândiţi-vă pentru a furniza programul de Tinker. Aceasta cercetare a fost ajutată de subventii de la National Science Foundation Naturale din China (nr 20633050 si nr 20403007).

Pt dopate cu un singur perete de carbon Nanotuburile

Charles se vedea Yeung, Vincent lei Yan Liu şi Alexander Wang
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia, Canada

De tranziţie metal-dopat cu un singur perete nanotuburi de carbon (SWCNTs) au fost studiate în cadrul teoriei densitate funcţională. De substituţie special, peretele lateral al unui atom de C, cu un rezultat Pt atom într-o schimbare notabilă în proprietăţile geometrice şi electronice. Pt-dopat SWCNTs afişaj abilitate sporită de a interacţiona cu moleculele de gaz mici, în comparaţie cu analogii lor nedopate şi rezultatele într-un proces exoterm de adsorbţie. Afinitatea de interacţiune a fost observată să fie dependentă de orientare moleculară. Prin analiza a rezultat nanotuburi-adsorbate complexe, am constatat că prezenţa de gaze are o puternică influenţă asupra structurii electronice a acestor macromolecule şi, prin urmare sugerează posibile aplicatii ale acestui material în domeniul tehnologiilor în domeniul nanoelectronicii şi nanosensory. Extins cadru C incadrand atom Pt pot fi considerate, de asemenea, un ligand supramoleculare prin analogie cu clasice alkylplatinum (IV), complexe şi pot avea implicatii importante in dezvoltarea de catalizatori scara nanometrica.

Quantum Simulatoare mecanice ale catalizei Ribozyme

Darrin M. York 1
1Department de Chimie, Universitatea din Minnesota, Minneapolis, MN 55455 Statele Unite ale Americii

O zonă de efort intens de cercetare experimentală şi teoretică a fost concentrat pe modul în elucidarea molecule de ARN sunt capabili de a cataliza reactii biochimice complexe care rivalizeaza cu eficienţa de enzime multe proteine. O înţelegere detaliată a mecanismelor care stau la baza acestor enzime ARN-ului, sau ribozymes, ofera o perspectiva asupra modului de funcţionare a mai complexe celulare maşini catalitică RNA, cum ar fi ribozomului. În cele din urmă, aceste date pot ajuta la proiectarea raţională a noi terapii medicale care vizează boala virala, neurologice şi genetice, precum şi dezvoltarea de noi bio / nanotehnologiei. În ciuda eforturilor uriaşe din ambele comunităţi de cercetare experimentală şi teoretică, mai multe detalii cu privire la mecanismele de ribozyme au ramas evaziv. În această convorbire, rezultatele liniare-scalare structurii electronice şi generalizată a metodelor macromoleculare solvent limita sunt aplicate cu simulări moleculare care folosesc modele noi mecanica cuantica pentru a studia mecanismele de reacţii de transfer fosforil în soluţie şi în sistemele de ribozyme prototip, cum ar fi ciocan and ribozymes ac de păr. Aceste modele multi-scala sunt în măsură să de control simultan domenii spaţiale mari şi scări de lungă durată, care sunt necesare pentru a oferi o perspectiva asupra structurii si dinamicii de conducere la ARN cataliza. Rezultatele sunt comparate cu datele cristalografica, măsurători cinetice, tio şi efectele cinetice izotopi şi alte date biochimice.

Simulatoare Dinamica moleculară a ARN-ului

Darrin M. York 1
1Department de Chimie, Universitatea din Minnesota, Minneapolis, MN 55455 Statele Unite ale Americii

Simulatoare de ARN prezintă provocări de construcţii care implică variaţii mari conformationala, rază lungă de acţiune forţele electrostatice şi interacţiuni puternice cu ionii monovalente şi bivalenţi. În cazul anumitor enzime ARN-ului, această situaţie este în continuare complicată de măsuri reactive chimice, care sunt cuplate cu caracter obligatoriu indusă de rearanjamente conformationala a ajunge la o conformaţie catalitic de pre-reactive. Studiul mecanismului presupune, astfel, atât paşii conformationala şi chimice, care sunt foarte cuplate, şi necesită mult timp simulări pentru a obţine o imagine completă a structurii şi dinamicii şi să extragă informaţii semnificative şi termodinamice cinetică. Pentru a face astfel de calcule fezabile, ne-am dezvoltat noi liniar-scalarea Ewald si fast-multipol algoritmi şi generalizată macromoleculare metode de solvent limită bazată pe o tehnică de proiecţie variationale electrostatice care pot fi aplicate fie cu clasice câmpuri moleculară vigoare de simulare sau combinat cuantice mecanice / moleculară metode mecanice. Aceste metode sunt aplicate pentru a studia măsurile conformationale şi chimică a secvenţei minim şi complet ribozyme lungime ciocan, şi L1 the ligase riboswitch.

Căutaţi diode de scurgere cu masă moleculară mică: caracterizare la scara nanometrica structurale şi electrice de Au / alchil monostrat / Si intersecţii

Hua-Zhong Yu
Catedra de Chimie şi Labs 4D, Simon Fraser University,
Burnaby, BC V5A 1S6, Canada, e-mail: hogan_yu@sfu.ca

Cu cererea tot mai mare de miniaturizare a dispozitivelor electronice, multă atenţie a fost recent dedicat la modificarea moleculară a materialelor semiconductoare traditionale. Covalent-lipit, monostraturi ecologică pe siliciu poate fi uşor de preparat din reacţii fotochimice în hidrogen-siliciu terminat cu 1-alchene, am lucrat iniţial pe înţelegerea formării şi reactivitatea -functionalizate monostraturi. Am explorat apoi atât electrochimice şi solid-state masuratori ca instrumente sensibile pentru examinarea proprietăţilor lor electrice. În special, am dezvoltat un protocol de utilizare a picături de mercur ca electrozi de top pentru construcţia şi încercarea de jonctiuni dioda metal-molecula-semiconductor, care se bazează pe faptul că tensiunea de suprafata mare de mercur inhibă filmul interacţiune metal şi dereglarea monostrat. Atât curent-tensiune şi capacitate-tensiune măsurătorile au arătat că n-alchil-monostrat modificate jonctiuni dioda dispun de înălţimi mai mare bariera eficace, factorii de idealitate mai mică (de exemplu, aproape de unitate) şi reproductibilitate mai buna decat cea a filmelor subtiri de oxid nativ.

Pentru dispozitivele electronice, pentru a atinge aplicarea pe scară largă practică, o metodă de robust şi practic de a face contacte electrice la monostraturi ecologice trebuie să fie găsite. Opţiunea cea mai populară este de a folosi depunere in vid pentru a crea un metal (de exemplu,, Au) pad pe suprafaţa. Am obţinut dovezi spectroscopice că straturile molecular rămâne după evaporare metal, cum ar, deşi întreruperi structurale a fost detectat. Următoarea sarcină este de a evalua efectul de lungimea lanţului şi alegerea grupurilor sfârşitul privind performanţa electrice de jonctiuni molecula-metal-siliciu cu preparate termic-depus date de contact Au.

Dezvoltarea protocol eficient de calcul pentru interacţiune electrostatică exacte în simularea MD de proteine

Chang G. Gi 1, Ye Mei1, Ioan ZH Zhang 2
1Institute de Chimie teoretică şi computaţională, Colegiul de Chimie şi Inginerie Chimică, Universitatea Nanjing

2Department de Chimie, Universitatea din New York

Descriere incorect de interacţiune electrostatică în proteine necesită un tratament adecvat de polarizare electronice de proteine, care este cuantică în natură şi lipseşte în domeniile utilizate pe scară largă moleculara vigoare mecanica. Aici ne arată că un fragment abordări bazate pe chimie cuantica, combinate cu modelul solvent continuum ne permite să descrie în mod adecvat solvatare proteine şi polarizării şi pentru a obţine taxele polarizate de proteine specifice pentru simulare MD de proteine. Extensive Simulările dinamica moleculara bazate pe polarizat noua proteina-taxelor specifice demonstrează că polarizarea electronice joaca un rol critic în stabilizarea structura şi dinamica de proteine. Noi credem că tarifele polarizat de proteine specifice ce derivă din primul principiu de calcul va fi de uz general şi practică în studiul teoretic si experimental al structurii proteinelor si functia.

Born-Oppenheimer ab initio QM / MM Simulatoare moleculară Dinamica reactii enzimatice

Yingkai Zhang
Departamentul de Chimie, Universitatea din New York, New York, NY 10003

Pentru a simula reacţii enzimatice, prelevarea de probe extinse pe o suprafaţă destul de precis energia potenţială este necesară pentru a obţine rezultate sigure. Suntem împingând pachetul on-the-fly-Nascut Oppenheimer simulări MD cu initio QM ab / metodele de MM şi prelevare de probe umbrelă pentru a determina profilurile de energie gratuita de reacţii chimice în sisteme complexe. La fiecare pas de timp, fortele atomice, precum şi energia totală a system de management al calităţii / MM se calculează cu initio pseudobond ab QM / MM abordare on-the-fly, şi ecuaţiile Newton mişcare sunt integrate. Acest lucru on-the-fly ab initio QM / MM abordare MD, care să ţină seama de dinamica a site-ului reacţie activă şi mediul său pe picior de egalitate, a fost recent demonstrat a fi fezabilă şi de succes în elucidarea puterea catalitică a SET7 / 9, de stat de metilare specificitatea înţelegere de metilare lizină histone, si caracterizarea Sir2 reacţia catalizată clivaj nicotinamida.

Perturbative de energie Evaluarea totală în Repetări SCF --- Testele efectuate pe sisteme moleculare

Adam Yu Zhang si Yan Alexander Wang
Departamentul de Chimie, Universitatea din British Columbia

Corectate Hohenberg-Kohn-Sham (CHKS) şi corectate Harris (cHarris) funcţionale total de energie ne-am propus înainte de [J Chem Phys 2008, 128, 084,101] au fost extinse şi la Hartree-Fock teorie. Două comune şi unul dificil studii moleculare caz cu aceste funcţionale arată că acestea sunt, în general, foarte utile în accelerarea convergenţei SCF.

Face moleculară

Dong-Xia Zhao si Zhong-Yang Zhi
Colegiul de Chimie şi Inginerie Chimică, Liaoning Normal University

Cunoaşterea spaţială este primul dintr-toate informaţiile despre un obiect. Formă moleculară şi dimensiunea, moleculară van der Waals de suprafaţă şi / sau cu solvent accesibile suprafaţă, etc au fost intens studiat si aplicat. Această lucrare este de a arăta că o fata moleculara (MF) pentru o moleculă poate fi definită unic şi intrinsec prin contururile moleculare caracteristică intrinsecă (MICC), cu densitatea de electroni de codificare moleculară (ED), ca a patra dimensiune-. Caracteristica semnificativă a unei MF oferă atât aspectul moleculară sale spaţiale şi densitatea de electroni de frontieră, fiind o imagine intuitiv ca o amprentă moleculare sau a feţei. Cu exemple simple, semnificaţia fizică pentru un MF este apoi demonstrată.

Referinţă

1.ZZ Yang, ER Davidson, Int. J. Quantum Chem. 62, 47 (1996).
2.DX Zhao, LD Gong, ZZ Yang, J. Phys. Chim. A 109,, 10121 (2005); ZZ Yang, DX Zhao, Y. Wu, J. Chem. Fiz. 121, 3452 (2004); DX Zhao, ZZ Yang, J. Mol. Struct:. THEOCHEM, 579, 73 (2002)
3.ZZ Yang şi DX Zhao, Chem. Fiz. Lit. 292, 387 (1998); DX Zhao, ZZ Yang, Sci. China, Ser. B: Chem. 42, 391 (1999).
4.ZZ Yang, LD Gong, DX Zhao, MB Zhang, J. Comput. Chim. 26, 35 (2005); LD Gong, DX Zhao, ZZ Yang, J. Mol. Struct: THEOCHEM 636, 57 (2003)..

Confirmare
Aceasta cercetare este susţinută de National Science Foundation din China (granturi Nr 20403007, Nr 20633050). Autorii sunt foarte recunoscător prof. ER Davidson pentru a furniza programul său MELD şi alte tipuri ajută.

Blocada Coulomb dinamic în single-plumb puncte cuantice

Xiao Zheng, Jingshuang Jin şi Yijing Yan *
Departamentul de Chimie, Hong Kong Universitatea de Ştiinţă şi Tehnologie, Hong Kong

Noi investigăm răspunsul tranzitoriu dinamică a unei Anderson impuritate cuantice dot-o familie de la sol-up tensiune de conducere aplicat de cuplare conduce singur. Curent tranzitorie se calculează pe baza unei ecuaţii ierarhică de formalism propunere pentru sistemele disipative deschise [1, 2]. Am constatat că (a) în limita adiabatică de încărcare, dinamica cvasi-constantă a furniza informaţii doar parţiale cu privire la configuraţia cuantice dot energetice; (b) Cu un ales în mod corespunzător de pornire durata, toate tranziţiile între dot state Fock pot fi rezolvate distinct prin rezonanţă vârfuri de curent tranzitoriu în timp real, şi oferă, prin urmare, informaţii complete cu privire la configuraţia cuantice dot energetice; (c) În instantanee pornire limită, frecvenţa dependentă de spectrul de raspuns actuale arată sensibil şi fidel de configurare dot energetice prin semnăturile caracteristice rezonanţă. Acest lucru evidenţiază astfel importanţa şi versatilitatea de calcule tranzitorii dinamicii.

[1] JS Jin, S. Welack, JY Luo, XQ Li, P. Cui, RX Xu şi YJ Yan, J. Chem. Fiz. 126, 134113 (2007).
[2] JS Jin, X. Zheng şi YJ Yan, J. Chem. Fiz. 128, 234703 (2008).

Diverse efecte cuantice mecanice construit în moleculară
simulare dinamica cu caractere non-Born-Oppenheimer traiectoria

Chaoyuan Zhu
Institutul de Ştiinţe moleculară, Catedra de Chimie Aplicată şi Centrul pentru Ştiinţă moleculară Interdisciplinare, National Chiao-Tung Universitatea, Hsinchu 300, Taiwan.

Simulările moleculară dinamica trata de obicei nuclee ca circulând clasic, pe o suprafaţă adiabatic singur energia potenţială, iar aceste metode de simulare nu sunt direct generalizabile la non-Born-Oppenheimer procesele moleculare dinamice datorită naturii mecanică cuantică inerent de tranziţii electronice în sistemele. Metode semiclasice sunt unitized pentru a construi efecte cuantică în traiectorii clasice ca non-Born-Oppenheimer traiectorii. Există, în general, două tipuri de tratamente în care efectele mecanice cuantice sunt tratate de teoria de analiză şi formulare numerice. Ambele metode sunt, în general, cu care se confruntă pe două probleme noi; (1) modul de a trata non-Born-Oppenheimer traiectorie care se mişcă pe mai multe suprafeţe electronic energia potenţială şi (2) cum se simula probabilitatea de tranziţie electronic nonadiabatic de la o suprafata la alta. Efectele cuantice mecanice inclusiv tranziţia nonadiabatic, nonadiabatic coerenţa tunnelling, nonadiabatic şi decoherence sunt analitic şi / sau puse în aplicare în numeric traiectorii clasice, şi anume non-Born-Oppenheimer traiectorii care pot fi încorporate cu succes diverse mixt cuantice clasice metode de modelare non-Born -Oppenheimer dinamica moleculara.

Aplicarea magnetic perturbate în funcţie de timp Teoria Densitate funcţională a dicroism Circulara magnetice

T. Ziegler, M. Seth, M. Krykunov
Departamentul de Chimie, Universitatea din Calgary, Alberta Canada T2N 1N4

Va prezentam in prima parte a vorbi perturbarea unui câmp magnetic constant în teorie densitate dependentă de timp funcţională (TDDFT) pentru a obţine corecţii de prim ordin magnetic la densitati de tranziţie şi teoria excitaţie. The magnetic perturbate de timp dependente de densitate teoria funcţională (MP-TDDFT) este folosit pentru a descrie lângă dicroism magnetice circulare (MCD), care este indus într-o moleculă atunci când lumina se propage în direcţia unui câmp magnetic constant. Noi aplicăm teoria noastră finally MCD-a principală grup molecule, complexe de metal de tranziţie şi sistemele biologice. Comentariile vor fi, de asemenea, având în vedere cu privire la complicaţii adaugă la TD-DFT atunci când se ocupă cu complexe deschise de metal coajă de tranziţie.

Referinţe...
(A) M. Seth, T. Ziegler, A. Banerjee, J. Autschbach, SJA van Gisbergen, EJ Baerends, J. Chem. Fiz. 120, 10942 - 10954 (2004).
(B) M. Seth, M., J. Autschbach, T. Ziegler, J. Chem. Phys, 122., 094112-1-094112-7 (2005).
(C) M. Seth, T. Ziegler, J. Chem. Fiz. 124, 144105-1-144105-12 (2006).
(D) M. Seth, A. Autschbach, T. Ziegler, J. Chem. Teoria şi Comput. 3, 434-447, (2007).
(E) M. Seth, T. Ziegler J. Chem. Fiz. 127, 134108 (2007).
(F) Krykunov M., M. Seth, T. Ziegler, J. Autschbach J. Chem. Fiz. 127, 244102 (2007)

A Hessian revizuit electronic pentru teoria aproximative densitate dependent de timp functionale.

Tom Ziegler, Michael Seth, Mykhaylo Krykunov şi Jochen Autschbach
Departamentul de Chimie, Universitatea din Calgary, Universitatea unitate 2500, Calgary, AB T2N-1N4, Canada

În funcţie de timp densitate teoria funcţională (TD-DFT) la gradientul generalizate (GGA) nivel de teorie a relevat erori sistematice în energii de excitatie calculate.Acest lucru este în special cazul pentru tranziţii de electroni între cele două regiuni separate de spaţiu sau între orbitali de diferite spaţiale extinde. Se sugerează faptul că aceste limite pot fi atribuite la starea de Hessian sol. Astfel, pentru aproximative DFT G Hesse (DFT), poate fi folosit pentru a descrie schimbările în energie din cauza mici (perturbatii) de densitate de electroni, dar nici unul nu-electron excitaţii care implică reamenajarea unei taxe de electron completă. Acest lucru este în contrast cu Hartree-Fock în cazul în care teoria G (HF) are o încredere-regiune, care este corectă atât pentru perturbatii mici şi un electron-excitaţii. Diferenţa în comportamentul lui G (DFT) şi G (HF) poate fi urmărită până la faptul că termenii Coulomb şi de schimb care anula în HF-teorie nu este necesar acest lucru în DFT aproximative. Astfel, deficitul de pentru calculul energiilor excitaţie este posibil să persiste pentru toate teoriile aproximative DFT care suferă de auto-interacţiunea erori. Este arătat totuşi că se poate obţine o nouă matrice G (R-DFT), în care erorile de auto-interacţiunea sunt luate în considerare în mod corespunzător printr-o revizuire a elementelor diagonale din G (DFT). Mai mult, matricea G (R-DFT) este corectă pentru aceeaşi încredere ca regiune-G (HF). Cu TD-DFT bazate pe G (R-DFT), energiile pentru stat la stat tranziţiile reprezentată de o excitaţie-un electron (i -> a) sunt calculate ca aproximativ ΔE (AI) = E (AI)-E (o). Aici ΔE (AI) este diferenţa de energie dintre starea fundamentală Kohn-Sham Slater E determinant (o) şi energia E (AI) a unui determinant Kohn-Sham Slater în cazul în care i a fost înlocuit printr-o. O discuţie este în sfârşit pe relaţia dintre TD-DFT bazate pe G (R-DFT) şi variationale DFT-abordări (ΔSCF-DFT), la calcularea energiilor excitaţie.

O nouă abordare matematică pentru tratamentul efectului de izotopi de vibraţie

Tomislav P. Zivkovic
Institutul Rudjer Boskovic, Bijenička Cesta 54, Zagreb, Croaţia

Efect izotopic vibrationala pot fi eficient tratate în formalismul Minima Locul de perturbare (LRP) metoda. În acest sens LRP este tratată în apropierea armonică şi în ipoteza standard care campul de forta nu se schimba pe substituţii de izotopice. În cadrul acestor approximations LRP este exacta.
Luaţi în considerare o pereche de doi n-atom molecule izotopice A şi B, care sunt identice, cu excepţia substituţii izotopica la atomi r. LRP inlocuieste tratamentul standard a intrării în vigoare izotopi vibrationale care implică soluţia a matricei 3nX3n ecuaţia valorii proprii cu o soluţie de-o ecuaţie matrice 3rX3r. Deoarece r este de obicei mai puţin decât n, acest lucru duce la îmbunătăţirea eficienţei computaţionale. LRP prevede de asemenea, o perspectiva noua conceptual în regularităţile a intrării în vigoare izotop vibrationala. Un constată că vibrationala frecvenţele ωk şi normal Ψk modurile de B isotopomere depinde în principal de proprietăţi locale, care implică obiectul regiune la substituţii izotopice. Proprietăţile numai globale necesare pentru a obţine frecvenţele şi modurile normale a B isotopomer sunt spectrului νiof molecula mamă A. Intrării în vigoare a izotopilor vibraţională nu depinde de alte detalii fine în afara obiectul regiune la substituţii izotopica (cum ar fi forţa constante domeniu, geomettry detaliate, masele atomice, etc).
Metoda sugerată este ilustrată prin tratarea LRP de out-of-plan vibratii de molecule mai multe plane şi lor (H, D)-isotopomers. În special, se găseşte, ca frecvenţele care sunt de acord cu LRP experimentale disponibile out-of-plan frecventele vibrationale ale benzen (H, D)-isotopomers mai bine decat Frecvenţele raportate DFT imbunatateste cu tehnica de scalare.

Gradientul campului electric ca o sonda de corelare Electron si Orbital comandă

JW Zwanziger
Catedra de Chimie şi Institutul de Cercetare in Materialelor, Universitatea Dalhousie, Halifax, NS B3H 4J3 Canada

Oxizi de metal de tranziţie, cum ar fi CuO, Cu2O, LaTiO3 and YTiO3 arată o varietate de fenomene interesante, cum ar fi antiferromagnetism and Mott-metal-izolator Hubbard tranziţii asociate cu corelaţii puternice de electroni de la site-urile de metal de tranziţie. Teoria densitate funcţională în apropierea densitatea locala de obicei, nu de a reproduce aceste efecte, dar poate fi corectată în mod satisfăcător cu ajutorul unui termen Hubbard U în Hamiltonianul, ducând la aşa-numita metodă LDA+ U. Pe partea experimentală, gradientul câmpului electric, observabile prin rezonanţă magnetică nucleară sau rezonanţă cuadrupolar nucleară, este destul de sensibil la aceste efecte. Ne arată cum de calcul al gradientului de câmp electric, împreună cu LDA+ U este pus în aplicare un hotel modern open-source cod DFT, folosind proiectorul-au majorat val formalism, şi apoi să dea exemple de sistemele de mai sus, inclusiv comparativ cu experimentul atât la nivel înconjurător şi crescute presiuni.

Partea 1

Spintronic moleculară de la un punct de vedere teoretic (Partea 2)

Web Hosting Geeks

Best Web Hosting

Popular Hosts

About Us