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Chapitre 3. Développement d’un potentiel intermoléculaire polarisable
simple et précis
3.9 Cas d’une simulation de l’eau
Le modèle défini dans le chapitre 3 va être utilisé pour des simulations de l’eau. Pour
un premier essai, une simulation NPT d’une boîte de 216 molécules est effectuée. Pour
cette simulation, la boîte est générée grâce au logiciel packmol 8 à partir d’un monomère.
La longueur de liaison oxygène-hydrogène est de 0.958101 Å et la liaison oxygène-atome
fictif est de 0.275623 Å. L’angle H-O-H de la molécule d’eau est de 104.26˚.
Les paramètres atomiques pour le potentiel de Buckingham, sont déterminés à partir
du tableau 3.9. Pour rappel, dans le cas de l’interaction du dimère de l’eau, les paramètres
sont obtenus pour l’interaction de deux sites : l’atome d’oxygène pour une molécule et un
atome d’hydrogène pour l’autre. À partir des règles de conversion dues à la distance entre
les atomes, les paramètres pour l’atome d’oxygène de l’eau sont :
– ε = 210057.0
– A1ii = 3.7550
– A2ii = 2.6495
Pour cette simulation, il n’y a aucun paramètre d’atténuation pour l’énergie d’in-
duction, comme spécifié dans la partie 3.3. Pour ce qui est de la polarisabilité, la
valeur dipolaire isotrope est donnée dans le tableau 3.4 en 10 −3 a.u.. Pour le logiciel
Tinker, les polarisabilités doivent être données en Å 3 donc la valeur utilisée sera de 1.449.
Lorsque la simulation a convergé vers une taille de boîte fixe, c’est-à-dire après une
longue étape d’équilibration, il est possible de regarder les propriétés obtenues. La sim-
ulation utilisée est de 100 ps, j’ai sauvegardé les états toutes les 0.1 ps avec un pas de
temps de 1 fs. Dans ce cas, la densité est largement sous-estimée et aux alentours de
0.82 g.cm 3 environ. De plus, la fonction de distribution radiale (rdf, figure 3.17) entre les
atomes d’oxygène des molécules d’eau montre une mauvaise structuration des molécules
d’eau dans la boîte ce qui se caractérise principalement par l’absence de liaisons hydrogène
entre les molécules d’eau.
La fonction distribution obtenue n’est donc pas du tout représentative de celle obtenue
expérimentalement (voir figure 3.18 partie (a)).
8. http://www.ime.unicamp.br/~martinez/packmol