C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -1Petr
Kulhánek
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta
Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-61137 Brno
Referenční manuál - Avogadro
C7800
Počítačová chemie a
molekulové modelování I -
cvičení
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -2-
Avogadro
http://avogadro.openmolecules.net/wiki/Main_Page
Program pro stavbu a vizualizaci molekul. Volně dostupný pro MS Windows a
Linux.
Přehled funkcionality: https://www.youtube.com/watch?v=xdmLoBlLmqs
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -3Stavba
modelu
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -4Stavba
modelu
Ke stavbě 3D modelu reaktantu a produktu můžete použít program Avogadro.
Jedná se o volně šiřitelný program, který lze používat jak pod operačním systémem
MS Windows tak i pod Linuxovými klony (např. Ubuntu).
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -5Draft
modelu
Při stavbě molekuly nejsou délky vazeb, úhly a další parametry molekuly optimální.
Je to dáno způsobem, jakým se v programu Avogadro, struktury editují. Draft
modelu je proto nutné před dalším použitím upravit pomocí optimalizace
geometrie.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -6Optimalizace
modelu
Program používá pro optimalizace geometrie metody molekulové mechaniky
(MM). Pro její správnou funkci musíte ve struktuře správně uvést řády vazeb.
Protože MM je empirickou metodou, musíte zvolit i typ parametrizace. V našem
případě budeme používat silové pole MMFF94.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -7Hledání
globálního minima
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -8Hledání
nejstabilnější geometrie, I
Výchozí optimalizovaná geometrie hexanu má energii 2.5 kJ/mol (MMFF94). Jedná
se o lokální minimum na ploše potenciální energie, které však není nejnižší.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -9Hledání
nejstabilnější geometrie, II
Avogadro obsahuje metody pro hledání nejstabilnějšího konformeru (struktury).
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -10Hledání
nejstabilnější geometrie, III
K hledání nejstabilnějšího konformeru použijeme metodu systematického hledání.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -11Hledání
nejstabilnější geometrie, IV
Nejstabilnější konformer hexanu má energii -22.9 kJ/mol (MMFF94). Geometrii
nalezené struktury je vhodné opět zoptimalizovat.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -12Vizualizace
vibrací
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování – cvičení -13Vizualizace
vibrací
Do programu Avogadro načteme soubor.log, obsahující výsledky vibrační analýzy. Souhrn
frekvencí jednotlivých normálních vibrací najdeme v menu Extensions->Vibrations.
frekvence vibracívizualizace vibrací