O MOPAC é um programa de química
computacional pago, que fornece licença para acadêmicos, nele encontramos e utilizar
diversos métodos semiempíricos como: AM1 (Austin
Model 1) [1], PM3 (Paramétric Model
3) [2], PM6 (Parametric Model 6) [3] e RM1 (Recife Model 1) [4] entre outros.
A versão mais
recente é o MOPAC2012, e nele podemos entre muitas tarefas, realizar o cálculo
da geometria de equilíbrio, que é dita a de menor energia [5].
Entrando no
endereço: http://www.openmopac.net/, podemos fazer o download do programa, bem como solicitar
uma licença para acadêmicos. Em posse do programa e da licença temos que seguir
os seguintes passos:
1º
- Vá em, C:\Program Files e crie uma pasta chamada Mopac;
2º
- Na pasta Mopac cole o executável e a licença do progama;
3º
- Jogue a licença dentro do executável, após isso irá aparecer algumas
perguntas, então confirme elas com “Yes” e tecle Enter;
4º
- Crie um atalho do executável para a área de trabalho.
Pronto,
você pode começar a utilizar o MOPAC2012. Na página openmopac.net, você
encontra o manual com toda teoria envolvida e o modo de manejar o programa.
Como
um primeiro exemplo vamos realizar um cálculo bem simples, que é o da
otimização de geometria para a água. Para isso, temos que construir um arquivo
de entrada contendo as palavras chave (comandos) e a geometria da molécula, que
pode ser em XYZ, matriz-Z ou coordenadas esféricas.
Neste exemplo
iremos trazer a geometria em matriz-Z no padrão MOPAC (.zmt), construída no
post:
Construindo uma Matriz-Z padrão MOPAC, a diferença
é que iremos agora por as palavras chaves que servem como comando para o
MOPAC2012. Neste exemplo utilizaremos:
RM1: utiliza o
método semiempírico Recife Model 1 na
cálculo;
PRECISE:
Precisão do cálculo aumenta em 100 vezes;
AUX: gera um
arquivo que contem a geometria em cada passo;
GNORM=0.01:
Gradiente de normalização igual a 0.01, o cálculo termina quando o gradiente
for menor que 0.01.
O nosso
arquivo (input) deve conter na
primeira linha as palavras chaves, a segunda e a terceira devem ficar em branco
ou se preferir pode por algum comentário como fizemos abaixo, nosso arquivo
fica então:
Figura 1. Input em matriz-Z para o MOPAC.
Salve o
arquivo com extensão .mop no TextPad ou bloco de notas, Ex: H2O.mop. Para dar
inicio ao cálculo jogue o arquivo H2O.mop encima do atalho do MOPAC2012 que
colocamos na área de trabalho.
Terminado o
cálculo encontraremos na pasta onde foi salvo o arquivo H2O.mop e os arquivos:
H2O.arc: Possui algumas propriedades
química, dimensão e a geometria otimizada;
H2O.aux: possui um arquivo que contem a
geometria em cada passo;
H2O.out: possui todos os dados contidos
no H2O.arc e mais outros dados como por exemplo o valor de gradiente em cada
passo.
Abaixo encontramos o arquivo de saída (output) nomeado como H2O.arc.
Figura
2. Arquivo de saida (output) H2O.arc.
Como podemos
ver o arquivo H2O.arc possui vários dados importantes, que foram obtidos em
apenas 0,047 segundos de cálculo em um laptop com processador Intel Celeron Duo
Core de 1.8 GHz.
Para uma
molécula tão pequena poderíamos utilizar métodos mais precisos como o DFT [6], mais
se nossa estrutura tivesse 500 átomos ou mais, o método semiempírico é o mais
recomendado.
[1] M. J. S. Dewar.; Zoebish, E.G.; Healy, E.F.; J. J. P. Stewart., J. Am. Chem. Soc. 107 (1985) 3902.
[2] J. J. P. Stewart., J. Comp. Chem. 10 (1989) 209.
[3] J. J. P. Stewart., J. Mol. Model. 13 (2007) 1173.
[4] G. B. Rocha.; R. O. Freire.; A. M. Simas., Stewart, J.J.P. J Comp. Chem. 27 (2006)
1101.
[5] www.penmopac.net.
[6] E. K. U. Gross.; W. Kohn., Physical Review Letters. 55 (1985) 2850.
