miércoles, 13 de febrero de 2019

Extensiones


Generador ABINIT

Avogadro tiene una nueva interfaz para el código de estado sólido de código abierto ABINIT, proporcionado por uno de los desarrolladores de ABINIT, el Prof. Matthieu Verstraete
Comience con una estructura de cristal: aquí, un mineral de arcilla de la nueva biblioteca de cristales Avogadro.
Abra el generador de entrada Abinit en el menú Extensiones
Las opciones más comunes para Abinit están disponibles aquí, con una vista previa de texto (resaltada en rojo) generada al cambiar las opciones anteriores.
El generador de entrada le permite (1) elegir el tipo de coordenadas: Cartesianos en espacio real o coordenadas reducidas y (2) elegir el tipo de optimización de geometría (si existe).
Otra opción importante es establecer el esquema de ocupación (1) y las opciones de SCF (2) y (3).
Finalmente, cuando haya terminado, puede hacer clic en el botón "Calcular" (no se muestra en la imagen) si Abinit está disponible localmente en su computadora, o "Generar" para guardar el archivo de entrada para enviarlo a una cola remota.
Guarda el archivo de entrada y listo!

Entrada de lámparas para agua.

Preparar geometría inicial

Preparar geometría inicial
La extensión Packmol desarrollada de forma independiente se puede utilizar para generar una caja de moléculas de agua.

Abra el diálogo de entrada de LAMMPS

Abra el diálogo de entrada de LAMMPS

Preparar parámetros de simulación.

Preparar parámetros de simulación.
  1. Elija el número de unidades de repetición de las coordenadas de entrada en las direcciones x, y y z
  2. Elige el potencial del agua. La versión actual es compatible con los potenciales de modelo SPC y SPC / E
  3. Elija el nombre de las coordenadas formateadas de LAMMPS. El nombre se utilizará en un paso posterior cuando se cree el archivo lmpdat.
  4. Elija el número total de pasos de MD.
  5. Elija el nombre de archivo del archivo de trayectoria con formato XYZ.

Generar el archivo de parámetros LAMMPS.

Generar el archivo de parámetros LAMMPS.
  1. Haga clic en el botón Generar
  2. Elige un nombre de archivo
  3. Clic en Guardar
  4. Cerrar el diálogo del generador de entrada.

Generar el archivo de coordenadas LAMMPS

Generar el archivo de coordenadas LAMMPS
  1. Seleccione "Guardar como" en el menú de archivo
  2. Ingrese el nombre del archivo "water.lmpdat" desde arriba
  3. Selecciona "Todos los archivos"
  4. Guarde el archivo de coordenadas con formato LAMMPS

Ejecutar LAMMPS

Ejecutar LAMMPS
Después de 2700 pasos de tiempo, la temperatura está empezando a estabilizarse.

Tutoriales


Nombrando una molécula con PubChem

Avogadro 1.1 y versiones posteriores incluyen soporte para nombrar compuestos utilizando el sistema NIH Chemical Resolver y la base de datos PubChem.
Abra la ventana Propiedades de la molécula, en el menú Ver.
El nombre de IUPAC se mostrará inicialmente como (pendiente) mientras el servidor devuelve el nombre, (desconocido) si la molécula no se encuentra en el resolvedor, o (no disponible) si su conexión de red no funciona o el servicio de resolución no está disponible.
A medida que modifique la molécula (por ejemplo, agregando un átomo de Cl), el nombre se actualizará automáticamente con las otras propiedades.

Viendo los orbitales moleculares

Esta función requiere un "punto de control" o "punto de control con formato" de los códigos de química cuántica
Cuando se abre el archivo de salida, si se encuentra un archivo de punto de control coincidente, se abre automáticamente la barra de herramientas Orbital.
Todos los orbitales moleculares potenciales tendrán barras de estado completas (es posible que deba desplazarse hacia abajo considerablemente para encontrar los orbitales potenciales). Al hacer clic en la fila de un orbital, con una barra de estado completa, se creará una representación rápida y de baja calidad del orbital.
Si se desea, se puede seleccionar y aplicar una calidad orbital más alta. Esto se hace seleccionando una nueva calidad de imagen en el menú desplegable y haciendo clic en "render". Estas versiones pueden tardar un momento en cargarse.

Configurar

Seleccionar "Configurar" le permite ajustar los parámetros predeterminados para la barra de herramientas orbital. Una vez que los parámetros se hayan ajustado, haga clic en "Recalcular todo" antes de cerrar el cuadro de diálogo. "Recalcular todo" reevalúa y actualiza todos los parámetros.
Configurar

Visualización de mapas de potencial electrostático

Los mapas de potencial electrostático ayudan a visualizar la distribución de carga y otras propiedades de las moléculas relacionadas con la carga.
En general, digamos que desea determinar visualmente si un protón específico tiene más o menos densidad de electrones. Primero, querrá comenzar con la molécula de su elección (a continuación se muestra el ácido trifluoracético).
Luego, en el menú "Extensiones", seleccione "Crear superficies ...".
Aparecerá un cuadro de diálogo que le proporcionará varias opciones de superficie. En "Color por:", seleccione "Potencial electrostático", y luego haga clic en "Calcular". Después de que Avogadro calcula la superficie, seleccione "Cerrar".
Se ha creado una superficie electrostática. Desde esta superficie, puede interpretar dónde reside la mayor densidad de electrones (en las áreas más rojas) y donde reside la menor densidad de electrones (áreas azules profundas). Puede determinar y comparar la acidez de varios protones, y cómo los átomos circundantes impactan la densidad electrónica global.
Este ejemplo fue tomado de "Explorando la acidez de las moléculas orgánicas con Avogadro" escrito por Tamika Madison.

Cambiar la configuración de la superficie

La opacidad, la reproducción y los colores de la superficie se pueden cambiar haciendo clic en la llave junto al tipo de pantalla "Superficies".
Cambiar la configuración de la superficie

Visualización de vibraciones

Esta función permite visualizar las vibraciones de un cálculo de "frecuencia" con códigos de química cuántica (por ejemplo, Gaussian, Q-Chem, etc.)
Después de abrir un archivo de salida que se ha ejecutado con la palabra clave "freq", la barra de herramientas "Vibraciones" se abrirá automáticamente.
Esta barra de herramientas le permite ver las diversas vibraciones de una molécula. Seleccionando una frecuencia y haciendo clic en "Iniciar animación" comenzará una vibración.
Avogadro le proporciona la capacidad de editar la amplitud de la vibración, le permite mostrar los vectores de fuerza en los átomos presentes y le permite ajustar la velocidad de la animación según la frecuencia.

Visualización de propiedades espectrales

Este tutorial cubre el trazado de espectros vibracionales, pero otros tipos de espectros son posibles con los archivos de salida de programas químicos cuánticos.
Después de abrir un archivo de salida que se ha ejecutado con la palabra clave "freq", la barra de herramientas "Vibraciones" se abrirá automáticamente.

Mostrar Espectros ...

Al hacer clic en "Mostrar espectros ..." en la barra de herramientas Vibraciones, o al seleccionar "Espectros ..." en el menú "Extensiones" se abrirá una visualización de espectros de la molécula (que se muestra a continuación).
Mostrar espectros ...
La selección de "Avanzado» en la visualización de espectros le permitirá cambiar la configuración visual, así como la configuración espectral, y exportar la imagen.
La selección "Avanzada" proporciona una multitud de ediciones generales para usar a su conveniencia. Por ejemplo, puede cambiar el% de transmitancia al% de absorbancia (en Configuración de espectros infrarrojos) y cambiar el esquema de oscuro a publicación (Configuración de aspecto).

Uso del análisis de átomos en moléculas (Bader) - QTAIM y WFN

Avogadro ahora incluye soporte para el análisis QTAIM desarrollado por el Prof. Richard Bader y su grupo. Esta técnica permite a Avogadro determinar las conexiones de enlace y las órdenes de enlace directamente desde la densidad mecánica cuántica de electrones.

Comience con un archivo WFN

Comience con un archivo WFN
La mayoría del software de química cuántica permite crear un archivo de formato WFN a partir de la salida de un cálculo. Podemos leer este archivo a través de la extensión QTAIM para visualización y análisis. En el futuro, también se admitirán otros formatos, incluida la obtención de datos directamente desde archivos de puntos de control.
Aquí hemos seleccionado un archivo WFN de interés (HCO2) utilizando el comando Molecular Graph + Lone Pairs.
El soporte QTAIM de Avogadro leerá los átomos, determinará los enlaces y las órdenes de enlace utilizando el análisis AIM y luego continuará con el análisis adicional.
Inicialmente, puede que no veas nada diferente. QTAIM incluye un tipo de pantalla independiente para ver los resultados del análisis AIM.
Aquí, hemos habilitado la pantalla QTAIM, que mostrará pares solitarios, puntos críticos de enlace, etc. También es posible que desee desactivar el modelo de bola y palo para ver todas las anotaciones AIM.
Aquí, también hemos desactivado el tipo clásico de visualización de bola y palo para dejar solo la vista QTAIM de HCO2.

Tipos de pantalla

Diferentes tipos de visualización en avogadro


Avogadro viene equipado con varios tipos de pantallas para ayudar en la interpretación molecular. Los tipos predeterminados incluyen:
  • Ejes
  • Pelota y palo
  • Dibujos animados
  • Dipolo
  • Fuerza
  • Enlace de hidrógeno
  • Etiqueta
  • Polígono
  • QTAIM
  • Cinta
  • anillo
  • Estructura metálica simple
  • Palo
  • Superficie
  • Van der Waals esferas
  • Estructura de alambre

Localización de tipos de pantalla

Se puede acceder a los diferentes tipos de pantalla haciendo clic en "Configuración de pantalla ..." en la parte superior central de la ventana abierta de Avogadro. La barra de herramientas de los tipos de visualización se agregará encima de la barra de herramientas "Configuración de herramientas ..." que está abierta actualmente. Todos los complementos que se muestran a continuación se pueden utilizar conjuntamente.
Localización de tipos de pantalla
Al hacer clic en la llave ubicada a la derecha de algunos tipos de pantalla, se podrán realizar varios ajustes en la pantalla. Por ejemplo, puede optar por editar la opacidad de la función Esferas de Van der Waals para que aún pueda ver la bola y el modelo de palo debajo.

Ejes

Al hacer clic en el complemento Ejes proporcionará los ejes cartesianos de la molécula desde el origen. Tenga en cuenta que las flechas roja, verde y azul representan los ejes x, y y z, respectivamente.
Ejes

Pelota y palo

Ball and Stick es el complemento predeterminado cuando se abre Avogadro. Este complemento proporciona la representación estándar de bola y palo de una molécula.
Pelota y palo

Dibujos animados

La función de dibujos animados solo se aplica a estructuras biológicas secundarias (hélice α y lámina β). A continuación se muestra la caricatura de hemoglobina.
Dibujos animados

Dipolo

El complemento Dipolo mostrará un dipolo neto general si hay uno presente.
Dipolo

Fuerza

El plugin Force muestra flechas verdes en los átomos (como se muestra a continuación), para demostrar cualitativamente las fuerzas que se aplican a los átomos.
Fuerza

Enlace de hidrógeno

El plugin Hydrogen Bond demuestra los enlaces de hidrógeno implícitos que pueden ocurrir entre los átomos.
Enlace de hidrógeno

Etiqueta

La etiqueta numera el número y etiqueta todos los átomos presentes en una molécula.
Etiqueta

Polígono

La característica Polígono toma centros metálicos con tres o más átomos unidos a ellos, y dibuja un polígono alrededor de ellos.
Polígono

QTAIM (Teoría Cuántica de Átomos en Moléculas)

QTAIM muestra el enlace implícito que se teoriza para tener lugar entre los hidrógenos de los cristales orgánicos (el enlace implícito se transmite a través de puntos). Este tipo de pantalla se utiliza importando un archivo .wfn de la selección "QTAIM", "Molecular Graph" en el menú "Extensions". Puede encontrar más información sobre este proceso en la sección Tutorial de este manual.
QTAIM (Teoría Cuántica de Átomos en Moléculas)

Cinta

Al igual que el complemento Cartoon, el complemento Ribbon transmite estructuras biológicas secundarias como una simple representación de la cinta.
Cinta

anillo

Esta característica distingue anillos con diferentes colores dependiendo de su tamaño. Como se muestra a continuación, un anillo de seis miembros es púrpura y el anillo de cinco miembros es azul, etc.
anillo

Estructura metálica simple

Esta característica proporciona una visualización básica de una molécula.
Estructura metálica simple

Palo

Stick es otro tipo de visualización molecular, que representa una representación en stick de una molécula.
Palo

Superficies

Una vez que se ha creado una superficie (Menú de extensiones -> Crear superficies…), se puede utilizar el tipo de visualización de Superficie. Este tipo de pantalla permite ajustes en el orbital, opacidad, renderización, estilo y color.
Superficies

Van der Waals esferas

El complemento de Van der Waals proporciona la imagen de Van der Waals representada en la esfera clásica.
Van der Waals esferas

Estructura de alambre

A diferencia de Simple Wireframe, Wireframe dibuja átomos y un orden de enlace en la molécula.
Estructura de alambre

Colorear parte de una molécula

Colorear varias partes de una molécula puede proporcionar una manera más visualmente estimulante de mostrar información cualitativa.

Hemoglobina

A continuación, se muestra la hemoglobina en su forma de bola y palo (archivo importado de PDB).
Hemoglobina

Seleccionar por Residuo

Podemos seleccionar residuos específicos en la molécula a través del menú "Seleccionar".
Seleccionar por Residuo
Después de escribir el nombre del residuo (esta función distingue entre mayúsculas y minúsculas) y hacer clic en "Aceptar", se pueden hacer ajustes para enfatizar la selección.
Después de hacer una selección, haga clic en la llave junto al tipo de pantalla que desea editar (en este caso, la pantalla de la bola y el palo). Cuando aparezca el cuadro de diálogo, seleccione "Objetos", y luego haga clic en el botón de la tabla azul en la esquina inferior derecha. Esta función ajusta lo que inicialmente se consideró un objeto (hemoglobina) y edita la selección para que el tipo de visualización solo abarque los residuos del hemo.
Desde allí puede editar otras configuraciones del tipo de pantalla haciendo clic en "Configuración" o "Colores".

Seleccionar por elemento

El coloreado de las partes de una molécula no tiene que terminar después de un solo ajuste. Digamos que queremos enfatizar que el hierro está en el centro del residuo del dobladillo. Podemos ir al menú "Seleccionar", "Seleccionar por elemento ...", y elegir seleccionar todos los átomos de hierro en la molécula.
Seleccionar por elemento
Una vez realizada la selección, con el mismo procedimiento que antes, podemos elegir un tipo de visualización y editar la selección para que solo abarque los átomos de hierro.
Luego se pueden hacer ajustes a la configuración.
El producto final es una vista más intuitiva de la información cualitativa sobre la hemoglobina.