甲烷是一種常見的工業(yè)氣體，主要用于燃料以及其它化學品制造的基礎原料，同時甲烷也是溫室氣體之一。今天紐瑞德特氣小編月月為大家介紹一下甲烷氣體的分子動力學模型。

  我們使用HF、MP2、DFT三種方法進行甲烷-硅烷間12個方位的分子作用力計算，所有的計算都已加入BSSE進行修正。HF的計算主要會產(chǎn)生排斥的作用力，且經(jīng)過量子化學計算后得知基底收斂在cc-pVQZ。MP2的計算則可產(chǎn)生整條的凡得瓦爾力曲線，且基底的影響相當明顯，計算可得知收斂在0.05kcal/mol。此外，對于6個非對稱構(gòu)型，改變中心原子的位置計算會產(chǎn)生不同的HF及MP2計算結(jié)果。我們使用大范圍exchange-correlation functionals配對的DFT計算，并與MP2的計算結(jié)果加以比較。

  將甲烷-甲烷及硅烷-硅烷的ab initio檔案帶入混合理論(Mixing rule)進行計算并與甲烷-硅烷的結(jié)果加以比較，發(fā)現(xiàn)E、F、I、J構(gòu)型可產(chǎn)生良好的計算結(jié)果，而其他方位則需要加以考慮靜電力的效應加以修正。

  我們將量子化學計算出的甲烷位能曲線利用4 sites Lennard-Jones potentials 擬合出鍵距與束縛能參數(shù)，帶入牛頓方程式進行分子動力學模擬，對于甲烷液體的平衡及動態(tài)性質(zhì)，與實驗結(jié)果比較已相當精確且逼近實驗值的誤差下標，這可說明使用ab initio所建構(gòu)之力場進行分子動力學模擬是具有相當?shù)木_性。利用4 sites位能模型去模擬甲烷實驗三相圖的氣化曲線與溶化曲線，可幫助我們了解不同相態(tài)下的平衡。

  化學小常識：

  甲烷在自然界的分布很廣，甲烷是最簡單的有機物，是天然氣，沼氣，坑氣等的主要成分，俗稱瓦斯。甲烷主要是作為燃料，如天然氣和煤氣，廣泛應用于民用和工業(yè)中。

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