Hispanopedia WikiEl modelo de continuo polarizable ( PCM ) es un método comúnmente utilizado en química computacional para modelar los efectos de solvatación . Cuando es necesario considerar cada molécula de disolvente como una molécula separada, el costo computacional de modelar una reacción química mediada por disolvente se vuelve prohibitivamente alto. Modelar el disolvente como un continuo polarizable, en lugar de moléculas individuales, hace que el cálculo ab initio sea más factible. Se han utilizado popularmente dos tipos de PCM: el PCM dieléctrico (D-PCM), en el que el continuo es polarizable (véase dieléctricos ), y el PCM tipo conductor (C-PCM), en el que el continuo es tipo conductor, similar al modelo de solvatación COSMO . [ 1 ] [ 2 ]
La energía libre molecular de solvatación se calcula como la suma de tres términos:
- G sol = G es + G dr + G cav
- G es = electrostático
- G dr = dispersión-repulsión
- G cav = cavitación [ 3 ]
El efecto de transferencia de carga también se considera como parte de la solvatación en algunos casos. [ 1 ]
El modelo de solvatación PCM está disponible para calcular energías y gradientes a los niveles de Hartree-Fock y teoría del funcional de la densidad (DFT) en varios paquetes computacionales de química cuántica como Gaussian , GAMESS [ 3 ] y JDFTx .
Los autores de un artículo de 2002 observan que el PCM tiene limitaciones cuando los efectos no electrostáticos dominan las interacciones soluto-disolvente. En el resumen escriben: "Dado que el PCM solo incluye interacciones electrostáticas soluto-disolvente, nuestros resultados llevan a la conclusión de que, para las siete moléculas estudiadas, en ciclohexano , acetona , metanol y acetonitrilo predominan los efectos electrostáticos, mientras que en tetracloruro de carbono , benceno y cloroformo son más importantes otros efectos no electrostáticos". [ 4 ]
Existe una versión del PCM basada en el formalismo de ecuaciones integrales (IEF, por sus siglas en inglés) que se utiliza con mucha frecuencia. [ 5 ]
PCM también se utiliza para modelar capas de solvatación externas en el enfoque de solvatación multicapa. [ 6 ]
Véase también
Referencias
- ^ Jacopo Tomasi, Benedetta Mennucci y Roberto Cammi (2005). "Modelos de solvatación continua de mecánica cuántica". Química. Rev.105 (8): 2999-3094.
- ↑ Maurizio Cossi, Nadia Rega, Giovanni Scalmani, Vincenzo Barone (2003). "Energías, estructuras y propiedades electrónicas de moléculas en solución con el modelo de solvatación C-PCM." J. Comput. Chem. 24(6): 669-681.
- 1 2 Hendrik Zipse (9 de febrero de 2004). "El modelo de continuo polarizable (PCM)" . Archivado del original el 28 de septiembre de 2011. Recuperado el 25 de enero de 2009 .
- ↑ B. Mennucci et al. "Cálculos del modelo de continuo polarizable (PCM) de los efectos del disolvente en las rotaciones ópticas de moléculas quirales." J. Phys. Chem. A 2002, 106, 6102-6113. Enlace al texto completo
- ↑ Mennucci, B.; Cancès, E.; Tomasi, J. (diciembre de 1997). "Evaluación de los efectos del disolvente en dieléctricos isotrópicos y anisotrópicos y en soluciones iónicas con un método de ecuación integral unificada: bases teóricas, implementación computacional y aplicaciones numéricas". The Journal of Physical Chemistry B . 101 (49): 10506– 10517. doi : 10.1021/jp971959k .
- ↑ Mark S. Gordon "ENFOQUES BASADOS EN CLÚSTERES PARA LA SOLVACIÓN" Universidad Estatal de Iowa, Laboratorio Ames.Archivado el 28 de febrero de 2012 en Wayback Machine.
- Química computacional