计算分子与离子晶体溶解度的精简分子动力学工作流
统计力学
2023-11-15 v1 材料科学
化学物理
计算物理
摘要
利用原子模拟计算晶体在溶剂中的溶解度向来极具挑战，原因在于自由能方法相关的复杂性与收敛问题，以及直接共存模拟中缓慢的平衡过程。本文介绍了一种分子动力学工作流，可简化并稳健地计算分子或离子晶体的溶解度。该方法比现有最优方法更为简明，因为我们精简并优化了流程的每一步。具体而言，我们以气相分子为参考态计算晶体的化学势，并采用 S0 方法确定溶质化学势的浓度依赖性。我们使用该工作流预测了氯化钠在水中的溶解度、尿素多晶型物在水中的溶解度，以及对乙酰氨基酚多晶型物在水与乙醇中的溶解度。我们的结果表明，预测的溶解度对所选势能面敏感。此外，我们注意到谐波近似常在室温或高于室温下对分子晶体和气体分子失效，且理想溶液假设对高溶解性物质变得不太有效。
引用
@article{arxiv.2308.10886,
title = {A streamlined molecular-dynamics workflow for computing solubilities of molecular and ionic crystals},
author = {Aleks Reinhardt and Pin Yu Chew and Bingqing Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.10886},
year = {2023}
}