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The hydration structure of carbon monoxide by ab initio methods

机译：AB Initio方法的一氧化碳水合结构

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The solvation of carbon monoxide (CO) in liquid water is important for understanding its toxicological effects and biochemical roles. In this paper, we use ab initio molecular dynamics (AIMD) and CCSD(T)-F12 calculations to assess the accuracy of the Straub and Karplus molecular mechanical (MM) model for CO(aq). The CCSD(T)-F12 CO-H2O potential energy surfaces show that the most stable structure corresponds to water donating a hydrogen bond to the C center. The MM-calculated surface incorrectly predicts that the O atom is a stronger hydrogen bond acceptor than the C atom. The AIMD simulations indicate that CO is solvated like a hydrophobic solute, with very limited hydrogen bonding with water. The MM model tends to overestimate the degree of hydrogen bonding and overestimates the atomic radius of the C atom. The calculated Gibbs energy of hydration using the TIP3P water model is in good agreement with the experiment (9.3 kJ mol(-1) expt. vs 10.7 kJ mol(-1) calc.). The calculated diffusivity of CO (aq) in TIP3P-model water was 5.1 x 10(-5) cm(2)/s calc., more than double the experimental value of 2.3 x 10(-)5 cm(2)/s. The hydration energy calculated using the TIP4P-FB water model is in poorer agreement with the experiment (Delta G = 6.8 kJ/mol) but the diffusivity is in better agreement (D = 2.5 +/- 0.1 x 10(-5) cm(2)/s). Published by AIP Publishing.
机译：一氧化碳（CO）在液态水中的溶剂化对于了解其毒理学效应和生物化学作用是重要的。在本文中，我们使用AB Initio分子动力学（AIMD）和CCSD（T）-F12计算来评估菌横率和Karplus分子机械（MM）模型的CO（AQ）的准确性。 CCSD（T）-F12 CO-H2O电位能量表面表明，最稳定的结构对应于将氢键与C中心提供的水。 MM计算的表面不正确地预测O原子是比C原子更强的氢键受体。目的模拟表明CO被溶剂化如疏水性溶质，与水非常有限的氢键合。 MM模型倾向于高估氢键度，并高估C原子的原子半径。使用Tip3P水模型计算的Hydation的Gibbs能量与实验吻合良好（9.3 kJ摩尔（-1）Expt。与10.7 kJ mol（-1）计算。）。 CO（aq）在Tip3p-Model水中计算的扩散性为5.1×10（ - 5）cm（2）/ s计算。，比例为2.3×10（ - ）5cm（2）/ s的二倍。 。使用Tip4P-FB水模型计算的水合能量与实验较差（Delta G = 6.8 kJ / mol），但扩散率更好（D = 2.5 +/- 0.1 x 10（-5）cm（ 2）/ s）。通过AIP发布发布。

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