Density-Functional Theory with Dispersion-Correcting Potentials for Methane: Bridging the Efficiency and Accuracy Gap between High-Level Wave Function and Classical Molecular Mechanics Methods
Notice bibliographique
Résumé
Large clusters of noncovalently bonded molecules can only be efficiently modeled by classical mechanics simulations. One prominent challenge associated with this approach is obtaining force-field parameters that accurately describe noncovalent interactions. High-level correlated wave function methods, such as CCSD(T), are capable of correctly predicting noncovalent interactions, and are widely used to produce reference data. However, high-level correlated methods are generally too computationally costly to generate the critical reference data required for good force-field parameter development. In this work we present an approach to generate Lennard-Jones force-field parameters to accurately account for noncovalent interactions. We propose the use of a computational step that is intermediate to CCSD(T) and classical molecular mechanics, that can bridge the accuracy and computational efficiency gap between them, and demonstrate the efficacy of our approach with methane clusters. On the basis of CCSD(T)-level binding energy data for a small set of methane clusters, we develop methane-specific, atom-centered, dispersion-correcting potentials (DCPs) for use with the PBE0 density-functional and 6-31+G(d,p) basis sets. We then use the PBE0-DCP approach to compute a detailed map of the interaction forces associated with the removal of a single methane molecule from a cluster of eight methane molecules and use this map to optimize the Lennard-Jones parameters for methane. The quality of the binding energies obtained by the Lennard-Jones parameters we obtained is assessed on a set of methane clusters containing from 2 to 40 molecules. Our Lennard-Jones parameters, used in combination with the intramolecular parameters of the CHARMM force field, are found to closely reproduce the results of our dispersion-corrected density-functional calculations. The approach outlined can be used to develop Lennard-Jones parameters for any kind of molecular system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».