本教程使用版本:AMS2020.101以上。
使用COSMO-RS模块,系统会提示下载一个分子库,这个分子包含大量常用溶剂溶质分子的coskf文件,下载后将存储于adf2019.*/atomicdata/ADFCRS-2018文件夹中:
用户要使用的时候,也可以通过COSMO-RS模块的操作窗口Compounds - Add compounds添加到我们的计算任务中,用于后面的步骤。添加时,可以筛选后缀为*.coskf的文件,将自己需要的分子逐一添加进去,也可以选择后缀为*.compoundlist的文件,将这一类分子全部添加进来,在计算具体性质时,再选择需要的溶剂、溶质即可。
如果库里面没有,用户就需要自行创建*.coskf文件。该文件的创建,应使用AMS中ADF模块,在基组、泛函、相对论方面,才能与COSMO-RS里面的内置参数更加匹配。创建过程参考:如何准备*.coskf文件(该教程是以制作H3O+的coskf文件为例),有机分子尤其需要注意同分异构体的问题,需要详细研究确定正确的构型,然后基于正确的构型,生成*.coskf文件。
本例选取“无限稀释活度系数的应用与测定,1995年 第1期 14-20页“ 中的部分样本进行计算,溶剂包括:$C_{16}H_{34}、DPM、TMS。溶质包括:$CCl_4$、苯、$CHCl_3$、$CH_2Cl_2$、$CH_3OH$、甲苯、水。因此需要先找到,或准备这几种物质的*.coskf文件。
下面的过程仅演示DPM作为溶剂,苯、甲苯作为溶质的情况,其他几种的数据,不一一演示,但在最后会统一列出计算的结果。SCM - COSMO-RS打开该模块,Compounds - Add compound(s),选择coskf后缀,并添加前一步制作好的DPM、苯、甲苯的*.coskf文件(当然也可以一次性把上述所有溶质溶剂均加入备用):
Method - COSMO-SAC。就本例研究的体系、性质而言,COSMO-SAC比COSMO-RS的结果明显要好。而Method - Parameters更改为2013 ADF - Pure Xiong更好。对其他体系、性质,用户可以自行测试不同的方法、参数对结果的影响,从而决定如何选择。
Properties - Activity Coeffecients,分别选定溶质、溶剂(对混合溶剂,需要将1 component改为其他选项,并设置各溶剂的摩尔比即可,注意摩尔比之和需要等于1)。之后点击Run按钮,经过大约1秒钟,即可得到结果:
结果包括:活度系数、亨利常数、自由能变化量(具体含义参考:COSMO-RS常见问题及解决方式[目录])
设置溶剂的时候,图形窗口可以选择单组份,也可以选择多组份,最多可以设置五种组分,需要注意每种组分的摩尔比加和为1.0。
如果组分超过五种怎么办?参考:计算溶解度、活度系数时,混合溶剂超过5种怎么办?
固体溶质也可以计算,但是在Compounds → list of added compounds列表中,需要为溶质输入或generate按钮估算熔点和熔化焓。然后才能在活度系数计算界面进行计算。