Quantum Chemistry And Stuff – Telegram
Quantum Chemistry And Stuff
963 subscribers
330 photos
5 videos
14 files
288 links
Этот канал ведётся админами группы https://vk.com/quant_chem_and_stuff

Наша чатилка: https://news.1rj.ru/str/theorchemchat
Download Telegram
Может ли ученый верить своим собственным статьям?😁

Хочется вас успокоить ответом "да", но не все так просто🙃 Конечно, мы сразу исключаем из разговора статьи с откровенно придуманными результатами. Тут все понятно😡Однако, существует и иная ситуация. Вот разработали вы новый классный метод получения полезных и важных производных, скажем, циклобутанового ряда😎 И механизм такой правдоподобный и спектры в порядке (ЯМР, MS и тд). В общем, сходится все как нельзя лучше. В конечном итоге, вы победили рецензентов и опубликовались. Стоит ли спать спокойно? К сожалению, ответ здесь - нет😅, даже спустя 10 лет может найтись ученый, который докажет, что синтезировали вы на самом деле метилциклопропан. В нем ведь тоже четыре углерода, как и в циклобутане, а вы просто запутались с ЯМР спектром☹️

К чему это я все? Один из подписчиков канала прислал ссылку на увлекательную, не побоюсь этого слова, драму. Буквально полгода назад Prof. Andrei Kutateladze (выпускник МГУ, работает в США) опубликовал статью, в которой с помощью DFT расчетов смог опровергнуть структуру десятков ранее синтезированных молекул. Созданная им вычислительная ML-платформа называется DU8ML и ей может не понравится как вы расшифровали ЯМР-спектр😂 Уже начались первые отзывы ранее опубликованных статей (ретракты)😳

Что стоит подчерпнуть из этой истории? Ошибок не совершает только тот, кто ничего не делает. В науке и не такое случается, но стоит стараться идти на шаг впереди и использовать весь доступный инструментарий. Как вы можете заметить, физико-химические методы вполне качественно дополняются, например, компьютерными вычислениями😉

DOI : 10.1021/acs.joc.2c00749 (статья)
DOI : 10.1021/acs.orglett.1c02667 (ретракт)

PS.
Если захотите чем-то поделиться или что-то обсудить, вы всегда можете сделать это вот здесь☺️ @Azide_Alkyne
Функционалы DFT

Метод теории функционала плотности (DFT) основывается на идее об отказе от использования волновой функции (ВФ) для описания состояния системы. В основу легли две теоремы Кона-Шэма, которые гласят, что основное состояние многоэлектронной системы зависит только от электронной плотности, и правильная плотность основного состояния системы — это то, что минимизирует полную энергию через функционал вида E[ρ(x,y,z)].
Основным недостатком является тот факт, что мы не знаем, как этот функционал должен выглядеть, и как можно вычислить кинетическую энергию электронов как функцию электронной плотности.

Кон и Шэм предположили, что кинетическая энергия электронов системы такая же, как сумма невзаимодействующих электронов (на деле все немного сложнее, но идея понятна). Таким образом из выражения для кинетической энергии исчезает вклад корреляции (correlation), ведь движение каждого электрона должно коррелировать с движением всех остальных электронов системы. Другой момент заключается в том, что в DFT мы имеем дело не с отдельными электронами, а с плотностями. Если два электрона окажутся в одной точке пространства, то они мгновенно среагируют на это, как это есть в методе HF, в то время как плотности просто перекроются и мгновенной реакции не будет. Этот вклад называется обменом (exchange).

Кон и Шэм предложили все то, что мы не знаем, как выглядит, и не знаем, как посчитать, объединить в одно слагаемое, которое получило название обменно-корреляционного вклада:

EKS[ρ] = Ts[ρ] + EeN[ρ] + J[ρ] + Exc[ρ].

Ts[ρ] - кинетическая энергия по Шэму, EeN[ρ] - потенциальная энергия притяжения электронов к ядрам, J[ρ] - потенциальная энергия электрон-электронного отталкивания (только Кулоновский вклад), Exc[ρ] - обменно-корреляционная энергия.

Именного от того, какой вид имеют функционалы обмена и корреляции методы DFT делят на разные классы:

1. Local density approximation (LDA). Функционал зависит только от (локальной) плотности в данной точке пространства. Если α и β плотности не идентичны, то выделяют разделенный по спину функционал LSDA. Обменный: S (Slater); корреляционный: VWN. Техническое название обменно-корреляционного функционала - S-VWN.

2. Generalized gradient approximation (GGA). Градиентно-скорректированный LDA функционал, который зависит от локальной плотности и ее градиента в данной точке пространства. Обменные: PW86, B88, PW91, PBE; корреляционные: LYP, PW91, P86, PBE.

3. Meta-GGA. Функционал зависит от локальной плотности, ее градиента и второй производной в данной точке. И обмен, и корреляция: M06-L, B97, TPSS, VSXC.

4. Hybrid DFT. К идее GGA или Meta-GGA добавляется часть точного обмена из метода Хартри-Фока. Эти функционалы оказались очень успешны и завоевали большую популярность. Можно сказать, что именно на гибридных функционалах метод DFT сделал себе имя. Наиболее известными гибридными GGA функционалами являются B3LYP (B3 - трехпараметрический обменный функционал Бекке) и PBE0, а к гибридным Meta-GGA относятся миннесотские функционалы M05, M06, M11.

5. Double-hybrid DFT. Функционалы двойной гибридной плотности основаны на смешении GGA для обмена и корреляции с обменом Хартри-Фока и пертурбативной корреляционной части второго порядка (MP2). К ним относятся B2PLYP, B2K-PLYP, PBE0-2 и т.д.

Этим списком весь зоопарк методов теории функционала плотности, конечно, не исчерпывается, однако все основные здесь приведены.

Оригинал: https://vk.com/@quant_chem_and_stuff-funkcionaly-dft
👍4
Вопросы о том, что такое квантовая механика, преследуют теоретических химиков всегда. Поэтому на ночь с воскресенья на понедельник ловите отличную лекцию... чтобы в этих вопросах стало ещё меньше понимания. 😈

Лекция "Квантовая реальность" Алексея Семихатова

https://youtu.be/bOi6OAwCNH4
Иногда полезно вернуться к основам.

И вот на днях в JACS вышла статья-перспектива от Jack Simons с весьма провокационным названием
"Why Is Quantum Chemistry So Complicated?"
По-сути же, внутри содержатся краткое классическое (в стиле какого-нибудь учебника Хельгакера) описание основ Всея Квантовоя Химии. Методы ab initio, базисы, DFT, сложность, каспы и прочее, всё это тама есть.

Статью можно найти по ссылке
https://doi.org/10.1021/jacs.2c13042

А PDFку можно найти в приложении к этому посту.
👍1
Forwarded from ИОХ РАН
НАУЧНЫЙ СЕМИНАР НА ХИМИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ МГУ С ПРИГЛАШЕННЫМ ГОСТЕМ ИЗ ИОХ РАН

28 февраля (вт) в 18:30, ауд. 446 хф МГУ состоится первый научный семинар студенческого научного общества химического факультета с научным сотрудником лаборатории №24 ИОХ РАН. Приглашенный гость — зав. лабораторией теоретической химии ИОХ РАН — Михаил Геннадьевич Медведев выступит с докладом «Машинное обучение против машинного понимания».

🧪На семинаре он расскажет о машинном обучении для целей теоретической химии, о переобучении и недообучении моделей, а также рассмотрит подводные камни, которые могут возникнуть при тренировке многопараметрических моделей и способы их обхода на примере создания методов Теории Функционала Плотности (DFT). Участники мероприятия смогут получить ответы на интересующие их вопросы в области машинного обучения в теоретической химии.

🔗 Приглашаем вас присоединиться к мероприятию и принять участие в обсуждении!

Для участия в семинаре необходима предварительная регистрация:
forms.gle/V44YCRhdYRdUyheB9
В журнале Chemical Science совсем недавно вышла статья с загадочным названием " Aromaticity: Quo Vadis", что по-нашенски значит "Ароматичность, куда ж ты прёшся?".

В сим опусе за авторством многих человеков, в виде некоего диалога между выдающимися учеными, изучающих и использующих ароматичность, рассматриваются вопросы о том, что есть ароматичность, как её охарактеризовать, и куда мы с этой концепцией движемся. Спойлер: похоже, что в тёмное и неприятное место, а именно а очередную научную революцию по Томасу Куну (это буквально есть в статье), когда вместо устаревшей эклектической концепции ароматичности придет что-то новое и более последовательное и адекватное. Данная статья рекомендуется к прочтению всем, кто хочет понять, что же за clusterfuck (лучше слова подобрать не могу, простите) творится с нашим повседневным понятием теоретической и практической химии.

https://doi.org/10.1039/D2SC04998H

Сама статья приложена к посту.
Квантовые ядерные эффекты, отвечающие, например, за размазывание протонов по системе, важные, в частности, в процессах переноса протона, всё прочнее и прочнее входят в мир молекулярной динамики.

И вот в Journal of Theoretical and Computational Chemistry (JCTC) вышла статья от Тинкеровцев, где они заимплементировали два метода учёта квантовых эффектов в движениях ядер: интегралы по траекториям в виде цепочечного полимера и адаптивную квантовую термическую ванну (по-сути, подкрученный Ланжевен). Всё это хозяйство дружит со всем арсеналом методов, включая всякие машинно-обученные поля, а также параллелится на видюхах. Короче, мечта да и только!

https://doi.org/10.1021/acs.jctc.2c01233

А PDFка статьи прикреплена к посту :) Приятного чтения!
Ну и конечно с наступившей аллергией весной!
🔥1
Всё что Вы хотели знать о long-range и стеснялись спросить, всё это есть в свежеопубликованной статье

"Long-range interactions of aromatic molecules with alkali-metal and alkaline-earth-metal atoms"

в, пожалуй самом уважаемом журнале по химфизике, Journal of Chemical Physics. В этой работе, как понятно из названия, обсуждаются взаимодействия разных щелочных (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельных (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) с разными ароматическими молекулами (бензол, пиридин, фуран и пиррол).

А вот и сами данные о статье:

J. Chem. Phys. 158, 094109 (2023);
https://doi.org/10.1063/5.0135929
👍1🔥1
С Международным Женским Днём поздравляем всех наших подписчиц (и Администраторок)! Успехов и много-много научных свершений!

И в соответствии со справедливым утверждением о бесполезности мужиков, держите подарок от Алисы Горислав. Замечательная статья в замечательном журнале Journal of Chemical Information and Modeling:

Advancing Women in Chemistry: A Step Toward Gender Parity
J. Chem. Inf. Model. 2022, 62, 6386−6397
https://doi.org/10.1021/acs.jcim.2c00535
И конечно же, сама статья приложена к посту :) С 8м марта!👩‍🔬
Научные журналы, как мы все знаем, это ещё то разводилово на деньги. Всем известный порочный круг: государства и частные компании выделяют деньги на исследования и оплачивают научным работникам доступ к журналам, в которых содержатся старые результаты исследований. Новые работы публикуются в тех же самых журналах, при этом научную редактуру и рецензирование осуществляют те же работники науки, естественно, за щедрое "спасибо". И круг повторяется, а спонсоры науки платят за одно и то же исследование дважды: чтобы его произвести и чтобы его потом прочитать.

Чтобы бороться с издательским злом существуют разные проекты, наиболее значимые это SciHub и LibGen. Их храбрые создатели распространяют бесплатные знания. Но силы неравны, поэтому подобное обычно очень опасно для самих героев науки, вспомним иски от всяких Elsiver-ов к Александре Элбакян, недавний арест админов LibGen-а, ну и конечно помянем Аарона Шварца...

Open Access в нынешнем платном понимании, это конечно рабочий костыль, но он не лечит нынешнего состояния системы научных публикаций. Нужны новые идеи. И по-ходу дела, в нашей любимой области знания возникла очень классная попытка решения этой проблемы.

Представляю Вам журнал Living Journal of Computational Molecular Simulation (LiveCoMS)! Журнал, посвящённый молекулярному моделированию, тому, что нам и интересно. Контент, оформление, всё это выглядит гораздо лучше, чем у многих приличных российских журналов (Журнала Физической Химии, например).

LiveCoMS представляет Diamond Open Access: никто не платит ни за публикацию, ни за чтение. Живёт же это молодое издание на донаты, что, как мы знаем, по нынешнему состоянию блоггеров и настоящих СМИ, вполне себе рабочая модель. Да, там пока нет новомодных фич, имеющихся у крупных изданий, типа (и тут я застопорился, чтобы привести пример...). Или, например, пока это издание не идексируется всякими базами, типа WoS или Scopus (ага, щас!). Но там есть крутые идеи, типа открытого доступа к коду статей на GitHub-е, а также система версий статей. Т.е. если где-то какой-то косяк, то не надо писать нудные Corrigendum или Erratum, достаточно всё пофиксить в самом коде. И там есть лог изменений и прочее.

Так что давайте поддержим этот эксперимент? Для начала репостом, чтобы как можно больше людей о такой замечательной идее узнало.

А сайт журнала, собственно, вот:

https://livecomsjournal.org/index.php/livecoms/
👍5
И, собственно, пример классной статьи из журнала Living Journal of Computational Molecular Simulation (LiveCoMS) из вчерашнего поста.

Enhanced Sampling Methods for Molecular Dynamics Simulations
[Article v1.0]

Living Journal of Computational Molecular Science, 4(1), 1583.
https://doi.org/10.33011/livecoms.4.1.1583

Всё, что Вы хотели (а может и не хотели) знать о методах ускоренного семплирования, в том числе о всяких метадинамиках и обмене репликами, всё это есть там. Монументальный манускрипт на 60 страниц Вам об этом расскажет.

Приятного чтения!
🔥1
Псс, научные сотрудники. Вот полезная статья на Хабре для тех, кто хочет сделать вклад в науку, но не знает чем заняться, а кроме компьютера ничего под рукой нет :)

"Какого цвета атомы?"

Аннотация:

В этой статье мы обсудим какие бывают цветовые схемы для атомов, дальтонизм, цветовую модель RGB в контексте Python-а. А в конце мы попробуем сделать собственную цветовую схему для атомов первого и второго периодов таблицы Менделеева, исходя из того, чтобы цвета были чуточку дружелюбнее к дальтоникам.

https://habr.com/ru/post/722242/
👍2
Команда Гейдельбергского института теоретических исследований (HITS) мутят крутой воркшоп по машинному обучению в химии и мультискелинговому моделированию.
Состоится это чудесное мероприятие 2-4 мая сего года, собственно, в самом Гейдельберге (это Германия, если что).

Сайт, где есть вся инфа (и дата регистрации):

https://simplaix-workshop2023.h-its.org

Дедалайн для абстрактов - конец месяца
2