Polariserbar kontinuummodell
Den polariserbara kontinuummodellen ( PCM ) är en vanlig metod inom beräkningskemi för att modellera solvatiseringseffekter . Om det är nödvändigt att betrakta varje lösningsmedelsmolekyl som en separat molekyl, skulle beräkningskostnaden för att modellera en lösningsmedelsmedierad kemisk reaktion växa oöverkomligt hög. Modellering av lösningsmedlet som ett polariserbart kontinuum, snarare än enskilda molekyler, gör ab initio beräkning möjlig. Två typer av PCM har använts populärt: den dielektriska PCM (D-PCM) där kontinuumet är polariserbart (se dielektrikum ) och den ledareliknande PCM (C-PCM) där kontinuumet är ledarliknande liknande COSMO Solvation Modell .
Den molekylära fria energin för solvatisering beräknas som summan av tre termer:
- G sol = G es + G dr + G cav
- G es = elektrostatisk
- G dr = dispersion-repulsion
- G cav = kavitation
Avgiftsöverföringseffekten betraktas också som en del av lösningen i ärenden .
PCM-lösningsmodellen är tillgänglig för att beräkna energier och gradienter på nivåerna Hartree-Fock och densitetsfunktionsteori (DFT) i flera kvantkemiska beräkningspaket som Gaussian , GAMESS och JDFTx .
Författarna till en artikel från 2002 observerar att PCM har begränsningar där icke-elektrostatiska effekter dominerar interaktionerna mellan löst ämne och lösningsmedel. De skriver i sammandraget: "Eftersom endast elektrostatiska interaktioner mellan lösta ämnen och lösningsmedel ingår i PCM, leder våra resultat till slutsatsen att för de sju studerade molekylerna är elektrostatiska effekter i cyklohexan, aceton, metanol och acetonitril dominerande medan de är i kol tetraklorid , bensen och kloroform andra icke-elektrostatiska effekter är viktigare."
Det finns en integral ekvationsformalism (IEF) version av PCM som är mycket vanligt förekommande.
PCM används också för att modellera yttre solvatiseringslager i flerlagers solvatiseringsmetod.