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
nnnnn完成签到,获得积分10
1秒前
和谐曼凝完成签到 ,获得积分10
1秒前
书生完成签到,获得积分10
2秒前
不会学习的小郭完成签到 ,获得积分10
2秒前
功不唐捐完成签到,获得积分10
2秒前
ztt完成签到,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
周游完成签到,获得积分10
4秒前
PePsi完成签到 ,获得积分10
5秒前
高贵的乐天完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
研友_VZG7GZ应助GGGGGG果果采纳,获得10
6秒前
King完成签到,获得积分10
7秒前
李爱国应助LUNWENREQUEST采纳,获得10
7秒前
入门的橙橙完成签到 ,获得积分10
9秒前
zyw完成签到 ,获得积分10
9秒前
洁净的闭月完成签到,获得积分10
12秒前
雪飞杨完成签到 ,获得积分10
12秒前
槿曦完成签到 ,获得积分10
12秒前
稳重的秋天完成签到,获得积分10
13秒前
ajing完成签到,获得积分10
15秒前
18秒前
18秒前
18秒前
柳crystal完成签到,获得积分10
18秒前
ioio完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
陈M雯完成签到 ,获得积分10
19秒前
ssj发布了新的文献求助30
20秒前
21秒前
CodeCraft应助不想太多采纳,获得10
22秒前
24秒前
24秒前
夜信完成签到,获得积分10
25秒前
smottom应助神勇的天问采纳,获得10
25秒前
快乐大炮发布了新的文献求助10
25秒前
斯文败类应助crave采纳,获得10
25秒前
闾丘惜寒发布了新的文献求助10
26秒前
YL完成签到,获得积分10
27秒前
扫地888完成签到 ,获得积分10
28秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Atlas of Interventional Pain Management 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4008855
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548508
关于积分的说明 11299006
捐赠科研通 3283151
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810290
邀请新用户注册赠送积分活动 886000
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811220