Teorias e Protocolos para Simulações Quânticas de Dinâmicas Moleculares de Car-Parrinello e Metadinâmica

  • Flavio O. S. Neto Campus de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual de Goiás (UEG), Anápolis
  • Hugo G. Machado Campus de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual de Goiás (UEG), Anápolis
  • Eduardo C. Vaz Campus de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual de Goiás (UEG), Anápolis
  • Yago S. Silva Campus de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual de Goiás (UEG), Anápolis
  • Valter H. Carvalho-Silva Campus de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual de Goiás (UEG), Anápolis
Palavras-chave: Dinâmica Molecular. DFT. CPMD. Metadinâmica.

Resumo

As simulações de dinâmicas moleculares, em síntese, fazem o uso de algoritmos adequados que tem por finalidade a resolução das equações de movimentos realizados pelos átomos e moléculas. Esta comunicação, trata-se de um guia básico a qual se pretende pontuar aspectos qualitativos sob uma visão generalizada, fornecendo um levantamento de suas aplicabilidades. Aqui, expomos o processo operacional, bem como conceitos específicos de metodologias derivadas, especificamente Dinâmica Molecular de Car-Parrinello e Metadinâmica. Os resultados apresentados têm função apenas de visualização para o leitor, fornecendo melhor entendimento.

Referências

1. Borges, A. W. F. Estudo da estrutura eletrônica do RuCl2 e RuCl3 em solução aquosa utilizando dinâmica molecular de Car-Parrinello. 81 (2011).

2. COUTINHO, N. . Sobre a Origem da Energia de Ativação Negativa na Taxa de Reação do OH + HBr: Estudo do Comportamento NãoArrhenius Usando Dinâmica Molecular de Born-Oppenheimer. (2014).

3. Mueller, M. R. & Truhlar, D. G. Fundamentals of Quantum Chemistry: Molecular Spectroscopy and Modern Electronic Structure Computations. Physics Today 55, (2002).

4. Namba, A. M., Da Silva, V. B. & Da Silva, C. H. T. P. Dinâmica molecular: Teoria e aplicações em planejamento de fármacos. Eclet. Quim. 33, 13–24 (2008).

5. Toledo, E. M. ESTUDO DAS PROPRIEDADES ESTRUTURAIS DA CURCUMINA NO VÁCUO USANDO DINÂMICA MOLECULAR DE CAR-PARRINELLO. Programa Pós-graduação Strict. Sensu em Ciências Mol. 1, 94 (2013).

6. Stillinger, F. H. & Rahman, A. Improved simulation of liquid water by molecular dynamics. J. Chem. Phys. 60, 1545–1557 (1974).

7. Ehrenfest, P. Bemerkung über die angenäherte Gültigkeit der klassischen Mechanik innerhalb der Quantenmechanik. Zeitschrift für Phys. 45, 455–457 (1927).

8. Marx, D. & Hutter, J. Ab initio molecular dynamics: Theory and implementation. Modern methods and algorithms of quantum … 1, (2000).

9. Born, M. & Oppenheimer, R. Zur Quantentheorie der Molekeln. Ann. Phys. 389, 457–484 (1927).

10. Car, R. & Parrinello, M. Unified Approach for Molecular Dynamics and Density-Functional Theory. Phys. Rev. Let. 55, 2471–2474 (1985).

11. Martiniano, H. F. M. C. Dinâmica Molecular Ab Initio: Aplicações ao Estudo de Propriedades Electrónicas de Sistemas Moleculares. (2012). doi:10.1017/CBO9781107415324.004

12. Yang, P. Car-Parrinello Molecular Dynamics : Final Project. 1–20 (2015).

13. Kohn, W. & Sham, L. J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects. Phys. Rev. 140, A1133–A1138 (1965).

14. Li, X., Tully, J. C., Schlegel, H. B. & Frisch, M. J. Ab initio Ehrenfest dynamics. J. Chem. Phys. 123, 1–7 (2005).

15. Kumar, P. P., Kalinichev, A. G. & Kirkpatrick, R. J. Dissociation of carbonic acid: Gas phase energetics and mechanism from ab initio metadynamics simulations. J. Chem. Phys. 126, (2007).

16. Laio, A. & Gervasio, F. L. Metadynamics: a method to simulate rare events and reconstruct the free energy in biophysics, chemistry and material science. Reports Prog. Phys. 71, 126601 (2008).

17. Barducci, A., Bonomi, M. & Parrinello, M. Metadynamics. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 1, 826–843 (2011).

18. Roeppstorff, G. Path Integral Approach to Quantum Physics. (Springer Verlag, 1996).

19. Tuckerman, M. E. & Martyna, G. J. Understanding Modern Molecular Dynamics: Techniques and Applications. J. Phys. Chem. B 104, 159–178 (2000).

20. Madeira, L. & Vitiello, S. A função radial de distribuição de pares para sistemas Lennard-Jones bidimensionais. Rev. Bras. Ensino Física 34, 7 (2012).

21. SANTIN, L. G. Estudo Teórico das Propriedades Geométricas da Curcumina em Metanol Usando Dinâmica Molecular de CarParrinello. Programa Pós-graduação Strict. Sensu em Ciências Mol. 1, 105 (2014).

22. Agmon, N. The residence time equation. Chem. Phys. Lett. 497, 184–186 (2010).

23. CPMD. Car-Parrinello Molecular Dynamics Manual: An ab initio Electronic Structure and Molecular Dynamics Program. 202 (2015).

24. Martínez, L., Andrade, R., Birgin, E. G. & Martínez, J. M. Packmol: A package for building initial configurations for molecular dynamics simulations. J. Comput. Chem. 30, 2157–2164 (2009).

25. Martínez, J. M. & Martínez, L. Packing optimization for automated generation of complex system’s initial configurations for molecular dynamics and docking. J. Comput. Chem. 24, 819–825 (2003).

26. Humphrey, W., Dalke, A. & Schulten, K. VMD: visual molecular dynamics. J. Mol. Graph. 14, 33–8, 27–8 (1996).

27. Zeng, X. et al. SN2P2: A neutral five-membered sulfur-pnictogen(III) ring. Angew. Chemie - Int. Ed. 54, 1327–1330 (2015).
Publicado
2018-01-02
Como Citar
S. Neto, F. O., Machado, H. G., Vaz, E. C., Silva, Y. S., & Carvalho-Silva, V. H. (2018). Teorias e Protocolos para Simulações Quânticas de Dinâmicas Moleculares de Car-Parrinello e Metadinâmica. Revista Processos Químicos, 12(23), 11-24. https://doi.org/10.19142/rpq.v12i23.420