Тем, кто занимается (или просто интересуется) связью вычислительной и экспериментальной кинетики каталитических реакций, рекомендуется к прочтению следующая статья:

"How to Conceptualize Catalytic Cycles? The Energetic Span Model"
Acc. Chem. Res. 2011, 44, 2, 101–110
https://doi.org/10.1021/ar1000956

Много концептуальных идей, формулы, и, конечно же, классные картинки.
Приятного прочтения!

Давайте поговорим о выборах... базисных наборов при расчётах в приближении МО ЛКАО (молекулярные орбитали как линейные комбинации
атомных орбиталей).

Нам часто не оставляют выбора при расчётах: или старшие и/или более статусные сотрудники говорят, что если не 6-311G++, то кто, что эти ваши новомодные базисы, типа карлсруэвских def2, даннинговских cc-pVnZ, или йенсоновских pc-n — это всё временное, не соответствует духу нашей традиционной скрепной науки, и всему прочему. И что вообще, если не 6-311G++, то кто?

Так вот, в полдень сего замечательного дня, я хочу Вам сказать: новые и более хорошие методы всегда лучше устаревшего говна, которому уже более 20 лет пора на помойку. И несмотря на то, что выбор нам при этом хитрые задницы оставляют между клизмой и сэндвичем с говном (в лучших традициях Южного Парка), если уж про старое известно, что это тупиковый путь, лучше выбрать новое. И не забывайте, что "король" голый :)

А вот Вам разных ссылок, чтобы делать осознанный и правильный выбор.

1. Раздел мануала Q-Chem
https://manual.q-chem.com/5.3/Ch8.S1.html

2. Раздел сайта с примерами ORCA:
https://sites.google.com/site/orcainputlibrary/basis-..

3. Аналогичный раздел для Gaussian:
https://gaussian.com/basissets/

4. Ну и конечно же не забываем о замечательной статье "Best-Practice DFT Protocols for Basic Molecular Computational Chemistry":
https://doi.org/10.1002/ange.202205735


И квантовая химия обязательно будет свободной!
От предрассудков, от устарелых мнений, от плохих людей.

40 дней назад погиб Алексей Навальный. Мы, группа профессиональных исследователей, посвящаем проект ToxicMassSceptic его памяти. Наша цель - практическая помощь его делу и его коллегам. Алексей стал знаменит как расследователь, а весь мир узнал его имя после покушения на его жизнь с помощью боевого отравляющего вещества. Мы предлагаем наши знания и опыт журналистам-расследователям и всем тем, кто столкнулся или может столкнутся с отравлениями. И речь не только о жертвах индивидуального политического террора со стороны государства, но и о жертвах массовых террористических атак со стороны самых различных радикальных группировок.

Софт, написанный на Python можно скачать из соответствующего репозитория на GitLab: https://gitlab.com/madschumacher/toxicmasssceptic
Он разделён на API, выполненный в виде библиотеки, которую можно установить при помощи менеджера пакетов pip, а исполняемый файл для анализа run.py позволяет сравнивать экспериментальные масс-спектры, данные в виде двухколоночного файла, с референсными спектрами из прилагающейся и легко дополняемой базы данных.

Мы не знаем, насколько полезным окажется созданный нами инструмент, но верим, если он хоть немного поможет в расследованиях или при спасении жизни, наш труд не будет напрасным. Это небольшой, но искренний вклад в будущее свободной и счастливой России!

P.S. Мы также выражаем соболезнования пострадавшим в результате теракта в Крокус Сити Холле, желаем скорейшего выздоровления раненым. Это абсолютно ужасные события…

Всякий, кто хоть раз в жизни окунался в г... простите, замечательный мир мультреференсных расчётов, знает, что выбор активного пространства доставляет удовольствие только особенно извращённым людям с мазохистскими наклонностями.

Тем не менее, эту работу приходится многим выполнять (подчас против своей воли). Поэтому рекомендации о том, как это делать, особо ценны и полезны тем, кто суётся в эту страшную часть квантовой химии.

И в нашу чатилку прислали интересную статью, написанную теоретикам из университета Лунда (Швеция), разрабами небезызвестного пакета [Open]MOLCAS, в частности Валерой Верязовым (первый автор). Собственно, вот оно:

"How to select active space for multiconfigurational quantum chemistry?"
Veryazov V., Malmqvist P.Å. and Roos B.O.
Int. J. Quantum Chem., 111: 3329-3338. (2011)
https://doi.org/10.1002/qua.23068

Приятного прочтения!

Два года назад вышла книга одмина "Современная теоретическая химия в современном изложении." И по случаю сей годовщины, была подготовлена новая реклама этого продукта.

https://youtu.be/r487NIhyCVU

Саму книгу можно заказать на сайте издательства URSS:
https://urss.ru/269374

Тут наткнулся на преинтереснейший программный продукт AutoMeKin.
Этот софт предназначен для автоматического поиска химических путей для молекул, обнаружения переходных состояний и расчёта кинетики. Модель работает на основе полуэмпирической молдинамики, для определения примерных путей реакции, с последующей переоптимизацией минимумов и переходных состояний при помощи DFT или чего потяжелее, после чего считается кинетика при помощи метода кинетического Монте-Карло. Софт работает как интерфейс к пакетам MOPAC, Entos Qcore и (бррр) Gaussian, но в скором времени должен заработать интерфейс и к ORCA.

Разработкой AutoMeKin занимается группа под руководством Emilio Martinez-Nunez, в университете Сантьяго-де-Компостела (Испания). Две основные публикации по этому софту доступны по первой и второй ссылкам. Сам же софт можно скачать с репозитория на ГитХабе:

https://github.com/emartineznunez/AutoMeKin

В наличие так же и документация. Её можно найти на сайте:

https://rxnkin.usc.es/index.php/AutoMeKin

Приятного использования!

Нобелевскую премию по физике в 2023-м году дали за аттофизику/аттохимию. Тем, кто хотел бы разобраться в этой [на самом деле не такой уж] сложной области исследования, рекомендуется к прочтению свежий краткий обзор "what the 🤬 is attophysics/attochemistry?" от одного из признаных специалистов в этой области физики, Марка Враккинга из института Макса Борна в Берлине.
Итак:

"Faster than a speeding bullet—the 2023 Physics Nobel Prize"
Marc Vrakking 2024 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 57 090201
DOI 10.1088/1361-6455/ad3600
Статья в открытом доступе.

Приятного прочтения!

Давеча слышал интересный доклад сэра Кости Новосёлова (так и было написано и на тезисе доклада, и на слайдах, это не я придумал), нобелевского лауреата по физике 2010-го года (совместно с Андреем Геймом). И там в докладе была прям реально интенесная, а самое главное достаточно свежая статья.

Короче, почти все наверняка слышали когда-нибудб про полимеры. Они бывают разные, и в частности, среди них бывают линейные полимеры, этакие цепочки, составленные из мономерных звеньев. Если к некоторым из таких полимеров приложить некое внешнее воздействие (электрическое поле или градиент концентрации электролита), под его воздействием свёрнутый клубок полимера начнёт разворачиваться в линию. И это достаточно сложный процесс, поскольку не всегда удаётся полимеру развернуться полностью, он может попасть в глубокое метастабильное состояние, когда полностью развернуться ему уже не удастся.

Считать подобный процесс на атомарном уровне — тот ещё ад (много, дорого, и нафиг надо). Но вот какое-то описание этой динамики хотелось бы иметь. И тут на помощь приходят смекалка, машинное обучение и знание неравновесной термодинамики (ну и немного моделирования). Сделав модель системы на общих принципах (конкретно Онзагера), используя coarse-grain динамику и машинное обучение, удалось построить найти три координаты, полноценно описывающие динамику этой сложной системы (полимер во внешнем поле) и определить поверхность свободной энергии. Иными словами, хитрым способом удалось получить компактное, но всё же полное описание всей физики данной неравновесной системы.

Короче, интересная работа, советую ознакомиться. Вот её выходные данные:

Chen, X., Soh, B.W., Ooi, ZE. et al.
Constructing custom thermodynamics using deep learning.
Nat Comput Sci 4, 66–85 (2024).
https://doi.org/10.1038/s43588-023-00581-5

Она в открытом доступе, приятного прочтения!

Сегодня у нас очень важная статья. Как мы все помним, Нобелевская премия по химии прошлого (2023) года была выдана за квантовые точки, и один из её получателей, это Алексей Екимов, доктор физ.-мат. наук, сделавший своё важное открытие в небезызвестном и престижном учереждении с аббревиатурой ГОИ. Работая там, он обнаружил т.н. "квантовый размерный эффект" в полупроводниковых нанокристаллах CuCl, выращенных в стекле. Основываясь на работах Лифшица (не Ландавшица, а его брата) и Слезова, размер частиц контролировался временем термообработки, а измерялся при помощи малоуглового рентгеновского рассеяния.

Измеряя спектры поглощения таких стёкол, допированных нанокристаллами CuCl разных размеров, был обнаружен сдвиг яркого пика поглощения (до 0.1 эВ) при уменьшении размеров кристаллов, который с поразительной точностью описывается известной формулой частицы в бесконечном ящике. И именно эта статья стала началом эры квантовых точек, которые дошли ныне и до наших бытовых устройств (экранов).

Это историческое короткое сообщение в журнале Письма в ЖЭТФ настоятельно рекомендуется прочитать всем. Очень кратко, понятно, и очень важно для нас всех. Итак,

Екимов А.И., Онушенко А.А.
"Квантовый размерный эффект в трехмерных микрокристаллах полупроводников"
1981, 134(6), 363- 366
https://jetpletters.ru/ps/1030/article_15644.shtml

А если захотите легко сослаться, перевод этой статьи доступен по
DOI: https://doi.org/10.1134/S0021364023130040

Приятного прочтения!

P.S. И глядя на эту работу хочется только сказать:
Алексей Иванович, Вы были правы.

Вчера в Мальмё стартовал конкурс Eurovision Song Contest 2024. Было много интересных песен и выступлений, и всё бы хорошо, но... цветовая схема сего конкурса буквально стырена! Любой человек, читавший достаточно статей с двумерными графиками, знает стандартные схемы расскраски из Origin, Gnuplot, Python (Matplotlib) и, конечно же, Matlab-а. И вот нынешняя цветовая схема конкурса — это буквально стандартные схемы из Матлаба: plasma и parula.

Но мало кто знает, что цветовые схемы можно кастомизировать. И для пользователей Gnuplot-а у нас есть подарочек. В репозитории на GitHub можно найти много вариантов цветовых схем, чтобы сделать графики из Gnuplot-а похожими на Python-овские (viridis) или Matlab (parula, plasma, jet). Ссылка на ресурс вот:
https://github.com/Gnuplotting/gnuplot-palettes

Приятного использования и хорошей музыкальной недели!

Вашему вниманию представляется подкаст Science Chatter Hamburg о том, что такое хиральность в мире молекул, и с чем её едят.

Disclamer: осторожно, подкаст на английском с ужасным акцентом и лыбящейся рожей гостя (см. изображение ниже).

Послушать подкаст напрямую можно по ссылке:
https://science-chatter.blogs.uni-hamburg.de/?podcast=season-2-episode-1-chirality-with-dr-denis-tikhonov

Приятного (ну или хотя бы не очень ужасного) прослушивания 😄

Колебательная спектроскопия -- это один из основных методов физхим анализа. И один из самых простых методов, доступных для расчёта квантовой химией. Что же может быть проще? Оптимизировать геометрию, посчитать частоты, и всё. Конечно, гармонические частоты обычно совпадают с экспериментом не ахти-как, но благодаря привычному инструменту под названием "масштабирующий множитель" (scale factor), можно существенно улучшить согласие между расчётом и экспериментом.

Откуда брать эти самые табулированные масштабирующие множители -- это отдельный вопрос. Есть несколько стандартных таблиц, и значения можно брать оттуда. Но значения там обычно для методов без включения дисперсионных поправок, да и сами множители получены на ограниченном наборе молекул, причем обычно малого размера.

В связи с этим, я рад представить очередной результат коллективной работы, выложенный пока только в качестве препринта. Это новый набор масштабирующих множителей для колебательных спектров, полученный для 27 квантово-химических методов. В обучающей выборке более 400 молекул разного размера, вплоть до фуллерена C60. Помимо стандартных B3LYP-D3(BJ)/def2-TZVP, имеются масштабирующие множители для новомодных методов PBEh-3c и r2SCAN-3c. Ну и самое прикольное в том, что введен новый тип масштабирующих множителей, который ведёт себя лучше для всех диапазонов частот.

Препринт доступен на ChemRxiv:
Harmonic scale factors of fundamental transitions for dispersion-corrected quantum chemical methods
ChemRxiv. 2024; doi:10.26434/chemrxiv-2024-dwtg3

Короче, читайте, пробуйте, тестируйте. Не зря же мы старались 😅

Радикалы: они везде. В фотохимии, в атмосфере, в космосе, и даже в нас. И все их надо как-то описывать, харакетризовать, и особенно важно понимать их характер на уровне электронной структуры. У нас есть много разных способов разобраться в том, как устроены радикалы на уровне молекулы: смотреть на орбитали, на спиновую плотность, но всё это что-то не то, хотелось бы более чёткого инструмента.

И тут появилась новая заявка на более глубокое понимание природы электронов. Давеча на arXiv-е был выложен препринт

"Understanding Radicals via Orbital Parities"
arXiv:2404.18787
https://arxiv.org/abs/2404.18787

В этой работе вводится новая концептуальная модель для осознания сути радикалов: орбитальная чётность (orbital parity). При помощи этой общей модели, например, можно легко отличить монорадикал от бирадикала, или даже от трирадикала(!).

Короче, приятного прочтения!

Лайн-ап Вечернего Концерта!

С радостью сообщаем вам программу сегодняшних выступлений!

Ждём вас в 17:30 на ступеньках факультета!

На Хабре вышла интересная статья-перевод о том, как можно моделировать жидкости и пламя (с кодом! и прикольными анимашками).

"Моделируем флюиды, огонь и дым в режиме реального времени"

https://habr.com/ru/articles/816451/
(оригинал: https://andrewkchan.dev/posts/fire.html)

Задам один нескромный вопрос. Как некоторые может помнят, одмин периодически преподаёт в бесплатном онлайн-образовательном учереждении. И прежде чем заявить свой курс на осенний семестр, я бы хотел услышать от вас, что бы вам хотелось больше послушать.

На выбор я предлагаю два готовых варианта, но если вы хотели бы услышать о чём-то совершенно другом, можно предложить идею в комментариях.

Итак, вариант №1: "Чересчур общая химия". Это что-то среднее между общей химией, физической химией и квантовой химией. Более глубокое погружение в основные принципы молекулярной жизни, более детальное рассмотрение набивших оскомину понятий и явлений.

Вариант №2: "Квантовая химия". Это детальный разбор основных принципов квантово-химических расчётов, обзор современных расчётных методов и практика работы с Оркой. В этом случае будет очень большое пересечение по темам и изложению с книгой админа.

Так что, пожалуйста, голосуйте. Ведь здесь ваш голос и мнение действительно что-то значат :)

Давайте поговорим о том, у кого что больше.
Вот лично у меня самое большее было 26 атомов, и это очень немного, ведь у группы из Ивановского Государственного Химико-Технологического Университета, было 137 атомов, и это был рекорд на протяжении девяти лет. Если что, речь об экспериментальных структурах молекул в газовой фазе :)

Но теперь и этот рекорд из Иваново побит, ибо в университете Билефельда методом газовой электронографии получили экспериментальную структуру молекулы Si6Tip6, состоящей из 234(!!!) атомов (см. картинку к посту).

Препринт доступен на ChemRxiv.

Ну а узнать о работе из первых рук, со всеми техническими деталями можно на YouTube по ссылке.

Приятного прочтения и просмотра!