An ab initio O₂... H₂O potential for monte carlo and molecular dynamics calculations

¹ Dipartimento di Chimica Física ed Elettrochimicaf Università di Milano, V.G. Golgi 19, 1-20133 Milano , Italia.
² Istituto di Chimica Física, Università di Sassari, V. Vienna 2, 1-07100 Sassari, Italia.

Abstract

O₂-H₂O system was studied by ab initio UHF calculations using a 6-31G** basis set and experimental geometries for O₂ and H₂O. The results were fitted to analytical form assuming a pairwise additivity of the interaction energy between individual centres. The analytical functions were a Lennard-Jones 10-6 for O-O and a Morse potential for O-H pairs.

Special care was devoted to the shape of the repulsive region, which gives the most significant contribution to the structure of the first solvation shell of an apolar solute.

A satisfactory fitting was achieved if considering both the flatness of the ab initio hypersurface and the very simple analytical functions used.

Résumé

Le système O₂-H₂O a été étudié à partir de calculs UHF avec une base 6-31G** et des géométries expérimentales pour O₂ and H₂O. Les résultats ont été reproduits par une fonction analytique, pour des interactions entre les centres atomiques. La fonction analytique est du type Lennard-Jones 10-6 pour O-O et un potentiel de Morse pour le couple O-H.

La forme de la région répulsive a été étudiée avec beaucoup d’attention parce qu’elle donne la plus importante contribution à la formation de la première couche du solvant pour un soluté apolaire.

Les résultats ab initio ont été assez bien reproduits compte tenu que la surface ab initio est plane et qu’une fonction très simple a été utilisée.