Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем
A set of characteristics calculated within the scope of quantum chemistry methods may be assigned to local ones changing from atom to atom in complex systems. Simple averaging of the related values gives rather poor characteristics of the systems because various fractions of certain atoms can have d...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/573 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543925559361536 |
|---|---|
| author | Gun’ko, V. M. |
| author_facet | Gun’ko, V. M. |
| author_sort | Gun’ko, V. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:02:03Z |
| description | A set of characteristics calculated within the scope of quantum chemistry methods may be assigned to local ones changing from atom to atom in complex systems. Simple averaging of the related values gives rather poor characteristics of the systems because various fractions of certain atoms can have different surrounding and, therefore, different characteristics, which may not correspond to the average one. The aim of this study is searching a more appropriate pathway to transform local characteristics, e.g., atomic charges, into nonlocal ones based on the distribution functions. The distribution functions of atomic charges (CDF) could be considered as a simple tool to analyze nonuniform complex systems since specificity of different fractions of atoms reflects in the CDF shape. As a whole, the approach accuracy and efficiency depend on the quality and appropriateness of molecular and cluster models used, as well as on the quantum chemical methods (ab initio, DFT, and semiempirical) and the basis sets used. Nanosystems with dozens of molecules (clusters, domains, nanodroplets), modelling a liquid phase or interfacial layers, and solid nanoparticles of almost real sizes (> 40 units, > 2 nm) may be considered as more appropriate models of real systems than the models with several molecules and small clusters (< 20 units, < 1 nm). This approach has been applied to a set of representatives of such various materials as activated carbon, porous and nanoparticulate silicas unmodified and modified interacting with nitrogen, methane, water, human serum albumin (HSA) binding doxorubicin molecules. This approach may give information useful upon the analysis of any complex system. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:12Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-573 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:15Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5732022-06-29T10:02:03Z Charge distribution functions for characterization of complex systems Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем Gun’ko, V. M. atomic charges distribution functions DFT method semiempirical method атомні заряди функції розподілу DFT метод напівемпіричні методи A set of characteristics calculated within the scope of quantum chemistry methods may be assigned to local ones changing from atom to atom in complex systems. Simple averaging of the related values gives rather poor characteristics of the systems because various fractions of certain atoms can have different surrounding and, therefore, different characteristics, which may not correspond to the average one. The aim of this study is searching a more appropriate pathway to transform local characteristics, e.g., atomic charges, into nonlocal ones based on the distribution functions. The distribution functions of atomic charges (CDF) could be considered as a simple tool to analyze nonuniform complex systems since specificity of different fractions of atoms reflects in the CDF shape. As a whole, the approach accuracy and efficiency depend on the quality and appropriateness of molecular and cluster models used, as well as on the quantum chemical methods (ab initio, DFT, and semiempirical) and the basis sets used. Nanosystems with dozens of molecules (clusters, domains, nanodroplets), modelling a liquid phase or interfacial layers, and solid nanoparticles of almost real sizes (> 40 units, > 2 nm) may be considered as more appropriate models of real systems than the models with several molecules and small clusters (< 20 units, < 1 nm). This approach has been applied to a set of representatives of such various materials as activated carbon, porous and nanoparticulate silicas unmodified and modified interacting with nitrogen, methane, water, human serum albumin (HSA) binding doxorubicin molecules. This approach may give information useful upon the analysis of any complex system. Набір характеристик, розрахований у межах методів квантової хімії, може бути віднесений до локальних, що змінюються від атома до атома в складних системах. Просте усереднення пов'язаних значень дає досить погані характеристики систем, оскільки різні фракції певних атомів можуть мати різне оточення і, отже, різні характеристики, які не відповідають середньому. Метою цього дослідження є пошук більш адекватного шляху трансформації локальних характеристик, наприклад, атомних зарядів, у нелокальні на основі функцій розподілу. Функції розподілу атомних зарядів (CDF) можна розглядати як простий інструмент для аналізу неоднорідних складних систем, оскільки специфічність різних фракцій відображається у формі CDF. В цілому точність та ефективність підходу залежать від якості та доцільності використовуваних молекулярних та кластерних моделей, а також від квантово-хімічних методів (ab initio, DFT та напівемпіричних) та використаних базисних наборів. Наносистеми з десятками молекул (кластери, домени, нанокрапельки), що моделюють рідку фазу або міжфазний шар, і тверді наночастинки майже реальних розмірів (> 40 одиниць) можуть розглядатися як більш відповідні моделі реальних систем, ніж моделі з декількома молекулами і невеликими кластерами (< 10 одиниць). Цей підхід був застосований до представників таких різноманітних матеріалів, як активоване вугілля, пористі та непористі наночастинки кремнезему, немодифіковані та модифіковані з адсорбованими молекулами азоту, метану, води, людський сироватковий альбумін з молекулами доксорубіцину. Цей підхід може надати інформацію, корисну при аналізі будь-яких складних систем. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2021-02-25 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/573 10.15407/hftp12.01.003 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 12 No. 1 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 3-8 Химия, физика и технология поверхности; Том 12 № 1 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 3-8 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 12 № 1 (2021): Хімія, фізика та технологія поверхні; 3-8 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp12.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/573/579 Copyright (c) 2021 V. M. Gun’ko |
| spellingShingle | атомні заряди функції розподілу DFT метод напівемпіричні методи Gun’ko, V. M. Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем |
| title | Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем |
| title_alt | Charge distribution functions for characterization of complex systems |
| title_full | Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем |
| title_fullStr | Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем |
| title_full_unstemmed | Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем |
| title_short | Функції розподілу зарядів для характеризації складних систем |
| title_sort | функції розподілу зарядів для характеризації складних систем |
| topic | атомні заряди функції розподілу DFT метод напівемпіричні методи |
| topic_facet | atomic charges distribution functions DFT method semiempirical method атомні заряди функції розподілу DFT метод напівемпіричні методи |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/573 |
| work_keys_str_mv | AT gunkovm chargedistributionfunctionsforcharacterizationofcomplexsystems AT gunkovm funkcíírozpodíluzarâdívdlâharakterizacíískladnihsistem |