Об использовании декартовых координат в молекулярной динамике



About use of cartesian coordinates in molecular dynamics

On the basis of the analysis of influence of isotope substitution on system of the electronic and nuclear equations for any molecular system conditions of invariance are formulated relatively to the isotope substitution surfaces of the potential energy expressed in the Cartesian coordinates.
It is shown, that this property of potential function is the consequence of the appropriate property of this function expressed in curvilinear internal coordinates, that allows at theoretical research of vibration - rotation spectra of isotope substituted molecules, and also at the solution of a direct and the inverse anharmonic problems to avoid the use of curvilinear internal coordinates, having replaced them by Cartesian. Expressions for classical and quantum-mechanical Hamiltonians of normal molecule and isotope in Cartesian coordinates are obtained.


Том 5, 2007 год



На основе анализа влияния изотопозамещения на систему электронно-ядерных уравнений для произвольной молекулярной системы сформулированы условия инвариантности относительно изотопозамещения поверхности потенциальной энергии, выраженной в декартовых координатах.
Показано, что это свойство потенциальной функции является следствием соответствую-щего свойства этой функции, выраженной в криволинейных координатах, что позволяет при теоретическом исследовании колебательно-вращательных спектров изотопозамещенных молекул, а также при решении прямой и обратных ангармонических задач избежать использования криволинейных внутренних координат, заменив их декартовыми. Получены выражения для классического и квантово-механического гамильтонианов нормальной молекулы и изотопа в декартовых координатах.

декартовы координаты, молекулярная динамика, гамильтониан, изотоп


Том 5, 2007 год



1. Вильсон Е, Дешиус Дж., Кросс П. Теория колебательных спектров молекул.- .М.,ИЛ,1960.
2. Свердлов Л.М., Ковнер М.А., Крайнов Е.П. Колебательные спектры молекул.- М.,1970.
3. Волькенштейн М.В., Грибов Л.А., Ельяшевич М.А., Степанов Б.И., Колебания моле-кул,-М.,1972
4. Флайгер У., Строение и динамика молекул. Т.1,2,-М.,Мир,1982
5. Махнев А.С., Степанов Н.Ф., Панченко Ю.Н. Кинематическая ангармоничность в теории колебательных спектров молекул. // Вестник МГУ, химия, т.18, №6, стр644-651, 1977
6. Махнев А.С., Степанов Н.Ф., Панченко Ю.Н., Нипан М.Е., Матвеев В.К. Квантово-механические расчеты колебательного спектра молекулы воды с учетом кинематической и динамической ангармоничности. // Вестник МГУ, химия, т.19, №1, стр16- 19, 1978
7. Махнев А.С. Колебательно-вращательный гамильтониан многоатомной молекулы в криволинейных внутренних координатах. // Известия МАН ВШ,№2(36).стр.82-89, 2006
8. Makhniov A.S. About invariance of the potential function in Cartesian coordinates accord-ing to the isotope substitution. // Proc.SPIE, Vol.6580, (Dec.12,2006)
9. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия. -М.; МГУ-Мир, 2001.
10. Born M., Oppenheimer R. Zur Quantentheorie der Molekeln // Ann. Phys. Vol. 84, №20, P.457 – 484, 1927
11. Eckart C. Some studies Concerning Rotating Axes an Polyatomic Molecules. // Phys.Rev. Vol. 47, №5, P.552 – 558, 1935
12. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц, -М., Наука, 1967.