Infrared and Raman Spectroscopy of Liquid Water through “First-Principles” Many-Body Molecular Dynamics

极化率 分子动力学 偶极子 拉曼光谱 红外光谱学 统计物理学 量子 化学 化学物理 势能 红外线的 光谱学 计算化学 分子物理学 物理 分子 原子物理学 量子力学
作者
Gregory R. Medders,Francesco Paesani
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:11 (3): 1145-1154 被引量:222
标识
DOI:10.1021/ct501131j
摘要

Vibrational spectroscopy is a powerful technique to probe the structure and dynamics of water. However, deriving an unambiguous molecular-level interpretation of the experimental spectral features remains a challenge due to the complexity of the underlying hydrogen-bonding network. In this contribution, we present an integrated theoretical and computational framework (named many-body molecular dynamics or MB-MD) that, by systematically removing uncertainties associated with existing approaches, enables a rigorous modeling of vibrational spectra of water from quantum dynamical simulations. Specifically, we extend approaches used to model the many-body expansion of interaction energies to develop many-body representations of the dipole moment and polarizability of water. The combination of these "first-principles" representations with centroid molecular dynamics simulations enables the simulation of infrared and Raman spectra of liquid water under ambient conditions that, without relying on any ad hoc parameters, are in good agreement with the corresponding experimental results. Importantly, since the many-body energy, dipole, and polarizability surfaces employed in the simulations are derived independently from accurate fits to correlated electronic structure data, MB-MD allows for a systematic analysis of the calculated spectra in terms of both electronic and dynamical contributions. The present analysis suggests that, while MB-MD correctly reproduces both the shifts and the shapes of the main spectroscopic features, an improved description of quantum dynamical effects possibly combined with a dissociable water potential may be necessary for a quantitative representation of the OH stretch band.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
lhy完成签到,获得积分10
刚刚
朴素的士晋完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
曾峥完成签到,获得积分10
1秒前
WWwww完成签到,获得积分10
2秒前
Schwann翠星石完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
李扒皮完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
XY发布了新的文献求助10
2秒前
李星翰完成签到,获得积分10
3秒前
Medici完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
彭于晏应助鲤鱼天奇采纳,获得10
4秒前
4秒前
满意西牛发布了新的文献求助10
5秒前
Lulu完成签到,获得积分10
5秒前
笨笨的乘风完成签到 ,获得积分10
5秒前
英俊的铭应助Yuanchaoyi采纳,获得10
5秒前
tang完成签到,获得积分10
5秒前
哈基米德应助司纤户羽采纳,获得20
5秒前
科研民工完成签到,获得积分10
6秒前
wzh完成签到,获得积分10
6秒前
毛毛发布了新的文献求助10
6秒前
收皮皮完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
kaizt完成签到,获得积分10
7秒前
fei完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
小狒狒发布了新的文献求助10
8秒前
淡定访枫发布了新的文献求助10
8秒前
xiamu发布了新的文献求助10
8秒前
明亮元菱完成签到,获得积分10
9秒前
小胖卷毛完成签到,获得积分10
9秒前
Itazu完成签到,获得积分10
9秒前
XMY147305完成签到,获得积分10
10秒前
祝你勇敢完成签到,获得积分0
11秒前
Dlan完成签到,获得积分0
11秒前
12秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
TOWARD A HISTORY OF THE PALEOZOIC ASTEROIDEA (ECHINODERMATA) 1000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
Handbook of Social and Emotional Learning 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5118837
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4324693
关于积分的说明 13473527
捐赠科研通 4157793
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2278607
邀请新用户注册赠送积分活动 1280375
关于科研通互助平台的介绍 1219167