波恩大学 图形摘要
学分:计算绝对分子熵和热容变得简单，《化学科学》(2021)
DOI: 10
1039/D1SC00621E 波恩大学的化学家开发了一种计算工具，用于分析柔性分子的构象熵
他们的方法通过现代量子化学和经典模型的结合，使复杂化学系统的热力学研究成为可能
在一次成功的简化尝试中，即使在标准的台式计算机上，也可以用最少的用户干预来计算熵的重要贡献
研究结果发表在《化学科学》杂志上，并被评为“本周精选”文章
“熵”这个术语是由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在1865年提出的，他后来在波恩大学工作并担任校长
2022年将是他诞辰200周年，科学活动和庆祝活动计划在波恩大学举行
熵是物质最基本的热力学性质之一，通常与无序或不确定状态联系在一起
随着时间的推移，这个概念也在统计力学和信息论中占据了一席之地，统计力学由著名物理学家乔赛亚·吉布斯和路德维希·玻尔兹曼开创
今天，熵是许多科学领域的活跃研究领域，包括计算化学
对于分子来说，熵作为内部自由能的温度相关描述的一部分变得很重要，从内部自由能可以导出许多性质，如化学平衡或反应速率
在现代计算化学中，分子的熵是从分子结构中原子振动的能级获得的
这里，由于量子化学水平的高计算成本，必须引入几个理论简化，例如所谓的刚性转子谐振子近似，并且计算大多仅针对单个结构进行
对于柔性分子，这导致忽略了一个重要的贡献，叫做构象熵，它描述了所有热可及构象的分子“无序”
对于许多药物来说，这种灵活的情况是常见且重要的
在最近的一次尝试中，为了提供柔性分子的精确热力学描述
博士；医生
波恩大学穆利肯理论化学中心的斯特凡·格林和同事开发了一种新的计算工具，用于计算构象熵
虽然计算构象熵的数学公式已经为人所知很长时间了，但一个主要问题是发现和评估中等大小分子已经达到数十亿的大量可能结构
因此，新推出的免费软件的一个核心组成部分是用于该任务的有效算法，即使在标准台式计算机上，该算法也能以最少的用户输入工作
为了达到所需的效率，应用了半经验量子化学方法，这些方法也是在格林姆的小组中开发的，同时还有标准的量子力学计算
在文章中表明，该程序能够以前所未有的分子熵精度处理甚至是大的和极其灵活的系统
作者希望新的计算协议有助于更常规地获得准确的热力学数据，并在计算化学中得到广泛的应用
斯特凡·格林姆的研究小组致力于当前量子化学的主题，重点是计算效率和大分子
他的同事菲利普·普拉赫特目前正在完成他的博士学位
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论文，是用于构象熵计算的CREST程序的主要作者
这项研究发表在皇家化学学会同行评议的旗舰期刊《化学科学》上
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