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Silvana TapiaJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasBorja Tosarmodelos de agua st2 simulaciónmolécula de agua rígida jonescargas tetraédricas en modelos aguamodelo spc para macromoléculastip 4p modelo abascal vegasimulación de agua e hielo rígidoenlaces oxígeno e hidrógeno permanentesautoionización del agua naturalintercambio de hidrógenos entre moléculasdinámica molecular con potencial profundocálculo dft del mapa de potencialtrabajo fundacional sang 2018potencial para el agua dp-scan 2023reproduce propiedades del agua líquidaST2Leonard JonesJuan Carlos GilDFTTIP 4P 2005AbascalVegaCO2SPCSPCESangDP-SCAN
Cargas tetraédricas en modelos Agua
Con
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Juan Carlos Gil introduce el tema de los modelos de agua utilizados en simulaciones, como continuación a su explicación sobre dinámica molecular y simulación.
…las configuraciones que le van saliendo en la simulación pues puede calcular esas configuraciones por un DFT chulo, FETEN, e incorporar esos nuevos valores al reentrenar la red e incorporarlo para seguir haciendo la simulación con un potencial refinado. Vale, os he hablado de agua por un poquito y también de simulación, pero todavía necesito introducir otra cosita antes de pasar al artículo, mezclando agua y simulación. ¿Qué modelos de agua se han utilizado para la simulación? Pues el primer modelo moderno se llama ST2 de 1974, una molécula de agua rígida con un centro Leonard Jones y cuatro cargas en disposición tetraédrica; es bastante natural para reproducir la tendencia tetraédrica de las moléculas de agua. En los años 80 llega el modelo SPC, Simple Point Charge, y su variante SPCE, que son muy sencillos, muy simples, muy robustos y todavía a día de hoy se siguen utilizando sobre todo para la envolvente acuosa de macromoléculas, en biología molecular y demás. En 1983 aparece un nuevo modelo llamado TIP 4P; el 4P viene de cuatro points, de cuatro centros de interacción que dio lugar a toda una familia de variantes con cuatro centros, cuyo campeón absoluto es el TIP 4P 2005, publicado por Abascal y Vega en 2005 y que sigue siendo a día de hoy el estándar de oro para simular agua y hielo con modelos rígidos. Pero todos estos modelos tienen una limitación grave y es que obviamente los enlaces, cada oxígeno tiene sus dos hidrógenos apareados de por vida, son sus hidrógenos y esos enlaces no se rompen, no capturan los fenómenos que ocurren en el agua natural como la autoionización, el intercambio de hidrógenos entre moléculas. Por eso la técnica esta de dinámica molecular con potencial profundo, que ignora el hecho de que hay moléculas construidas, simplemente calcula el DFT, el mapa de potencial completo, pues ha tenido mucho éxito precisamente para una sustancia tan paradigmática como el agua. El trabajo fundacional de Sang de 2018 usó precisamente el agua como modelo y lo han refinado varias veces desde entonces, bueno, hasta llegar al potencial para el agua llamado DP-SCAN de 2023 que reproduce de forma muy muy fiel todas las propiedades del agua líquida en un rango amplio de condiciones. Pero, ¿qué pasa con nuestros 22 patitos? ¿Qué pasa con los hielos? ¿Quién nos permite explorar ese vasto paisaje de enlaces de hidrógeno retorcidos bajo presión? Pues es aquí, es este en el contexto en el que aparece el artículo titulado Exploración de las estructuras de los polimorfos del hielo…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil explica cómo el momento dipolar y cuadrupolar de la molécula de agua influyen en las interacciones entre moléculas.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #10momento dipolar del aguamolécula de agua y enlaces covalentesenlaces de hidrógeno entre moléculas vecinascoordinación tetraédrica de oxígeno e hidrógenos…oxígeno-hidrógeno tienen bastante distinta electronegatividad, pues este angulito da lugar a un momento dipolar muy fuerte y a un momento cuadripolar apreciable; no es grandísimo pero es apreciable. El CO2, por ejemplo, es una molécula semejante en cuanto a, en fin, a estequiometría 1 y 2, pero es lineal, por tanto no tiene momento dipolar. El águla tiene un gran momento dipolar. Con este momento dipolar y cuadrupolar hace que no solo las moléculas se atraigan entre ellas, trocitos negativitos hacia trocitos positivitos, los hidrógenos, sino que lo hacen de manera direccional y esto va a ser la clave de todo. Cada oxígeno tiende a coordinarse de forma tetraédrica con cuatro hidrógenos, dos obviamente dentro de su propia molécula, mediante enlaces covalentes, y otros dos de moléculas vecinas con enlaces de hidrógeno, que creo que no lo he mencionado hasta ahora, o ese era mi objetivo para mencionarlo con la explicación En resumen, cuando decimos eso de que el agua es especial, pues no es solo una frase bonita. Hace unas semanas lo hablaba con Javier Fernández Panadero, que es físico, divulgador, cacharrista y amigo. Y lo resumió muy bien y me lo apunté porque le dijo: mira,…
Juan Carlos Gil introduce el tema de los modelos de agua utilizados en simulaciones, como continuación a su explicación sobre dinámica molecular y simulación.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1modelos de agua st2 simulaciónmolécula de agua rígida jonescargas tetraédricas en modelos aguamodelo spc para macromoléculastip 4p modelo abascal vegasimulación de agua e hielo rígidoenlaces oxígeno e hidrógeno permanentesautoionización del agua naturalintercambio de hidrógenos entre moléculasdinámica molecular con potencial profundocálculo dft del mapa de potencialtrabajo fundacional sang 2018potencial para el agua dp-scan 2023reproduce propiedades del agua líquida…las configuraciones que le van saliendo en la simulación pues puede calcular esas configuraciones por un DFT chulo, FETEN, e incorporar esos nuevos valores al reentrenar la red e incorporarlo para seguir haciendo la simulación con un potencial refinado. Vale, os he hablado de agua por un poquito y también de simulación, pero todavía necesito introducir otra cosita antes de pasar al artículo, mezclando agua y simulación. ¿Qué modelos de agua se han utilizado para la simulación? Pues el primer modelo moderno se llama ST2 de 1974, una molécula de agua rígida con un centro Leonard Jones y cuatro cargas en disposición tetraédrica; es bastante natural para reproducir la tendencia tetraédrica de las moléculas de agua. En los años 80 llega el modelo SPC, Simple Point Charge, y su variante SPCE, que son muy sencillos, muy simples, muy robustos y todavía a día de hoy se siguen utilizando sobre todo para la envolvente acuosa de macromoléculas, en biología molecular y demás. En 1983 aparece un nuevo modelo llamado TIP 4P; el 4P viene de cuatro points, de cuatro centros de interacción que dio lugar a toda una familia de variantes con cuatro centros, cuyo campeón absoluto es el TIP 4P 2005, publicado por Abascal y Vega en 2005 y que sigue siendo a día de hoy el estándar de oro para simular agua y hielo con modelos rígidos. Pero todos estos modelos tienen una limitación grave y es que obviamente los enlaces, cada oxígeno tiene sus dos hidrógenos apareados de por vida, son sus hidrógenos y esos enlaces no se rompen, no capturan los fenómenos que ocurren en el agua natural como la autoionización, el intercambio de hidrógenos entre moléculas. Por eso la técnica esta de dinámica molecular con potencial profundo, que ignora el hecho de que hay moléculas construidas, simplemente calcula el DFT, el mapa de potencial completo, pues ha tenido mucho éxito precisamente para una sustancia tan paradigmática como el agua. El trabajo fundacional de Sang de 2018 usó precisamente el agua como modelo y lo han refinado varias veces desde entonces, bueno, hasta llegar al potencial para el agua llamado DP-SCAN de 2023 que reproduce de forma muy muy fiel todas las propiedades del agua líquida en un rango amplio de condiciones. Pero, ¿qué pasa con nuestros 22 patitos? ¿Qué pasa con los hielos? ¿Quién nos permite explorar ese vasto paisaje de enlaces de hidrógeno retorcidos bajo presión? Pues es aquí, es este en el contexto en el que aparece el artículo titulado Exploración de las estructuras de los polimorfos del hielo…
Juan Carlos Gil explica su criterio para elegir artículos científicos, destacando la importancia del modelo TIP 4P 2005 en el estudio del agua.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #20 · Palabras #9modelo tip 4p 2005 estudio aguaestándar de oro modelos clásicos aguatrabajo abascal y vega modelo agua…L, es especialmente prometedor para su identificación; aparece entre menos y más 20 grados a temperaturas muy decentes humanas y pocas miles de atmósferas de presión, perfectamente accesibles a cualquier laboratorio. Y por último, y esto me pasa a menudo, por Eso elijo los artículos, pues una cuestión personal. El modelo TIP 4P 2005, os he dicho que es el campeón entre los modelos clásicos del agua, el estándar de oro, incluso a día de hoy, o al menos hasta ayer, hasta que se hizo este trabajo, era de Abascal y Vega, os mencioné. Pues bien, Abascal es mi director de tesis, José Luis Fernández Abascal, cuando yo acabé la tesis en el año 97, donde hice los polielectrolitos que os he comentado antes, pues JL, como le llamamos, se empecé a interesar por el agua, por su modelización, lo…
Juan Carlos Gil explica que el hielo para consumo humano es interesante por su carga bacteriana e iones, y advierte sobre los peligros del agua desionizada.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #3agua desionizada y absorción de sodiosiones en el hielo para consumo humanotécnicas milicú para desionizar aguaconsumo de agua pura es peligroso…de gasolinera o el de supermercado? Me gusta el comentario de Alicia, Van de bar en bar, Van de bar en bar, qué bueno. Ese es el hielo Héctor, ¿eh? Pues el hielo, hielo es Ojalá yo tuviera esas ocurrencias. Digo, que decía siguiendo con lo de la broma de La gasonera, que el hielo, hielo es, para consumo humano lo interesante es la carga bacteriana y los iones. Ah, aquí siempre me gusta decir: existe la posibilidad de desionizar, de quitarle muchísimos iones al agua, unas técnicas que se llaman de milicú. Ese agua desionizada es muy venenosa, por utilizar una palabra que seguramente es incorrecta, porque claro, no tiene iones; en cuanto te tomas un poquito, absorbe todo lo que puede de sodios y de potasios y de cloruros de tu cuerpo, y te deshidrata, paradójicamente. El pobre, o sea, el agua pura, no bebáis agua pura, muchachos: el agua natural con sus guarrerías es muy sana. El agua deshidrata podría ser un buen titular, sí. Muy bien, muy bien. Pues nada, Juan Carlos, que disfrutes. Muchas gracias, amigos, ya os leo. Un abrazo. Un placer. Hasta luego, Juan Carlos. Chao. Y no tenemos a nadie que entre en su lugar, me cachis. Nos vamos a quedar con uno menos, como cuando sacan una…