Reaktywna kolejność wiązań empirycznych

Reaktywny model empirycznego porządku wiązań ( REBO ) jest funkcją do obliczania energii potencjalnej wiązań kowalencyjnych i siły międzyatomowej . W tym modelu całkowita energia potencjalna układu jest sumą oddziaływań par najbliższych sąsiadów, które zależą nie tylko od odległości między atomami, ale także od ich lokalnego otoczenia atomowego. Do opisania oddziaływań związanych parami chemicznymi wykorzystano sparametryzowaną funkcję kolejności wiązań .

Wczesne sformułowanie i parametryzację REBO dla systemów węglowych wykonał Tersoff w 1988 roku na podstawie prac Abella. Model Tersoffa może opisywać energie pojedynczych, podwójnych i potrójnych wiązań w strukturach węglowych, takich jak węglowodory i diamenty. Znaczący krok zrobił Brenner w 1990 roku. Rozszerzył potencjalną funkcję Tersoffa na rodnikowe i sprzężone wiązania węglowodorowe, wprowadzając dwa dodatkowe wyrazy do funkcji rzędu wiązań.

W porównaniu z klasycznymi podejściami opartymi na pierwszej zasadzie i półempirycznymi , model REBO jest mniej czasochłonny, ponieważ uwzględniono tylko interakcje pierwszego i drugiego najbliższego sąsiedztwa. Ta zaleta wydajności obliczeniowej jest szczególnie przydatna w symulacjach atomowych na dużą skalę (od 1000 do 1000000 atomów). W ostatnich latach model REBO znalazł szerokie zastosowanie w badaniach właściwości mechanicznych i termicznych nanorurek węglowych .

Pomimo wielu udanych zastosowań funkcji potencjału REBO pierwszej generacji, zgłoszono kilka jej wad. np. jego postać jest zbyt restrykcyjna, aby jednocześnie dopasować odległości równowagowe, energie i stałe siły dla wszystkich typów wiązań CC, możliwość modelowania procesów z udziałem energetycznych zderzeń atomów jest ograniczona, ponieważ oba wyrazy typu Morse'a przechodzą do wartości skończonych, gdy odległość atomowa maleje , a zaniedbanie oddzielnego wkładu wiązania pi prowadzi do problemów z nadmiernym wiązaniem rodników i złym traktowaniem koniugacji.

Aby przezwyciężyć te wady, Stuart i in. zaproponowali rozszerzenie potencjału Brennera. Nazywa się to potencjałem adaptacyjnego rzędu reaktywnych wiązań międzycząsteczkowych (AIREBO), w którym zarówno odpychające, jak i przyciągające funkcje interakcji par w funkcji REBO są modyfikowane w celu dopasowania do właściwości wiązań, a także interakcje atomowe dalekiego zasięgu i interakcje skrętne pojedynczego wiązania są uwzględnione. Model AIREBO został wykorzystany w ostatnich badaniach z wykorzystaniem symulacji numerycznych .

  1. ^    Tersoff, J. (15 kwietnia 1988). „Nowe empiryczne podejście do struktury i energii układów kowalencyjnych”. Przegląd fizyczny B. Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 37 (12): 6991–7000. Bibcode : 1988PhRvB..37.6991T . doi : 10.1103/physrevb.37.6991 . ISSN 0163-1829 . PMID 9943969 .
  2. ^    Tersoff, J. (19 grudnia 1988). „Empiryczny potencjał międzyatomowy węgla, z zastosowaniami do węgla amorficznego”. Fizyczne listy przeglądowe . Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 61 (25): 2879–2882. Bibcode : 1988PhRvL..61.2879T . doi : 10.1103/physrevlett.61.2879 . ISSN 0031-9007 . PMID 10039251 .
  3. ^    Abell, GC (15 maja 1985). „Empiryczna chemiczna pseudopotencjalna teoria wiązań molekularnych i metalicznych”. Przegląd fizyczny B. Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 31 (10): 6184–6196. Bibcode : 1985PhRvB..31.6184A . doi : 10.1103/physrevb.31.6184 . ISSN 0163-1829 . PMID 9935490 .
  4. ^    Brenner, Donald W. (15 listopada 1990). „Empiryczny potencjał węglowodorów do wykorzystania w symulacji chemicznego osadzania warstw diamentowych z fazy gazowej”. Przegląd fizyczny B. Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 42 (15): 9458–9471. Bibcode : 1990PhRvB..42.9458B . doi : 10.1103/physrevb.42.9458 . ISSN 0163-1829 . PMID 9995183 .
  5. ^    Brenner Donald W. (15 lipca 1992). „Erratum: Empiryczny potencjał węglowodorów do wykorzystania w symulacji chemicznego osadzania warstw diamentowych z fazy gazowej” . Przegląd fizyczny B. Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 46 (3): 1948. doi : 10.1103/physrevb.46.1948.2 . ISSN 0163-1829 . PMID 10021572 .
  6. ^   Brenner, DW (2000). „Sztuka i nauka potencjału analitycznego”. Stan fizyczny Solidi B . Wileya. 217 (1): 23–40. Bibcode : 2000PSSBR.217...23B . doi : 10.1002/(sici)1521-3951(200001)217:1<23::aid-pssb23>3.0.co;2-n . ISSN 0370-1972 .
  7. ^   Ruoff, Rodney S.; Qian, Dong; Liu, Wing Kam (2003). „Właściwości mechaniczne nanorurek węglowych: przewidywania teoretyczne i pomiary eksperymentalne”. Comptes Rendus Physique . Elsevier B.V. 4 (9): 993–1008. doi : 10.1016/j.crhy.2003.08.001 . ISSN 1631-0705 .
  8. ^   Rafii-Tabar, H. (2004). „Modelowanie komputerowe właściwości termomechanicznych i transportowych nanorurek węglowych”. Raporty fizyczne . Elsevier B.V. 390 (4–5): 235–452. Bibcode : 2004PhR...390..235R . doi : 10.1016/j.physrep.2003.10.012 . ISSN 0370-1573 .
  9. ^   Pettifor, DG; Oleinik, II (1 marca 1999). „Analityczne potencjały rzędu wiązań poza Tersoffem-Brennerem. I. Teoria”. Przegląd fizyczny B. Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 59 (13): 8487–8499. Bibcode : 1999PhRvB..59.8487P . doi : 10.1103/physrevb.59.8487 . ISSN 0163-1829 .
  10. ^ ab Stuart, Steven   J.; Tutein, Alan B.; Harrison, Judith A. (8 kwietnia 2000). „Potencjał reaktywny dla węglowodorów z interakcjami międzycząsteczkowymi”. The Journal of Chemical Physics . Wydawnictwo AIP. 112 (14): 6472–6486. Bibcode : 2000JChPh.112.6472S . doi : 10.1063/1.481208 . ISSN 0021-9606 .
  11. ^    Ni, Borys; Sinnott, Susan B .; Mikulski, Paweł T.; Harrison, Judith A. (6 maja 2002). „Kompresja nanorurek węglowych wypełnionych C 60 , CH 4 lub Ne: prognozy z symulacji dynamiki molekularnej”. Fizyczne listy przeglądowe . Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 88 (20): 205505. Bibcode : 2002PhRvL..88t5505N . doi : 10.1103/physrevlett.88.205505 . ISSN 0031-9007 . PMID 12005578 .
  12. Bibliografia    _ Ogasawara, H.; Mann, D.; Denecke, R.; Zhang, Z.; Dai, H.; Cho, K.; Nilsson, A. (23 listopada 2005). „Uwodornianie jednościennych nanorurek węglowych”. Fizyczne listy przeglądowe . Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. 95 (22): 225507. arXiv : cond-mat/0510399 . doi : 10.1103/physrevlett.95.225507 . ISSN 0031-9007 . PMID 16384236 .
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Reactive_empirical_bond_order&oldid=1136401390 ”