Dynamical Properties of Hydrogen Sulphide Motion in its Clathrate Hydrate from Ab Initio and Classical Isobaric−Isothermal Molecular Dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Equilibrium ab initio (AI) and classical constant pressure-constant temperature molecular dynamics (MD) simulations have been performed to investigate the dynamical properties in (type I) hydrogen sulphide hydrate at 150 and 300 K and 1 bar, and also lower temperatures, with particular scrutiny of guest motion. The rattling motions of the guests in the large and small cavities were around 45 and 75-80 cm(-1), respectively, from AIMD, with the corresponding classical MD modes being 10-12 cm(-1) less at 150 K and around 5 cm(-1) lower at 300 K. The rattling motion in the small cavity overlapped somewhat with the translational motion of the host lattice (with modes at circa 85 and 110 cm(-1)), due in part to a smaller cage radius and more frequent occurrences of guest-host hydrogen bonding leading to greater coupling in the motion. The experimentally determined H-S stretch and H-S-H bending frequencies, in the vicinity of 2550-2620 and 1175 cm(-1) [H.R. Richardson et al., J. Chem. Phys.1985, 83, 4387] were reproduced successfully in the AIMD simulations. Consideration of Kubic harmonics for the guest molecules from AIMD revealed that a preferred orientation of the dipole-vector (or C(2)-axis) exists at 150 K vis--vis the [100] cube axis in both the small and large cavities, but is markedly more significant for the small cavity, while there is no preferred orientation at 300 K. In comparison, classical MD did not reveal any preferred orientation at either temperature, or at 75 K (closer to the AIMD simulation at 150 K vis-à-vis that approach's estimated melting point). Probing rotational dynamics of the guests reinforced this temperature effect, revealing more rapid rotational time scales at 300 K with faster decay times of dipole-vector (C(2)) and H-H-vector (C(2)(y)) being similar for each cage, at around 0.25 and 0.2 ps, respectively, versus approximately 0.45 and 0.5 ps (large) and 0.8 ps (small) at 150 K. It was found that the origin of the observed preferred orientations, especially in the small cages, at 150 K via AIMD was attributable to optimization of the dipolar interaction between the guest and outward-pointing water dipoles in the cavity, with guests "flitting" rotationally between various such configurations, forming occasionally hydrogen bonds with the host molecules.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».