МОПАК
 | |
| Оригинальный автор(ы) | Джеймс Стюарт |
|---|---|
| Разработчик(и) | Институт программного обеспечения молекулярных наук |
| Первоначальный выпуск | 1983 год |
| Стабильная версия | 22.1.1 / 29 января 2024 г |
| Репозиторий | github |
| Написано в | Фортран |
| Операционная система | Linux , MacOS , Microsoft Windows |
| Доступно в | Английский |
| Тип | Вычислительная химия |
| Лицензия | LGPL 3.0 |
| Веб-сайт | опенмпак |
MOPAC — это пакет программного обеспечения для вычислительной химии , который реализует множество полуэмпирических методов квантовой химии , основанных на пренебрежении приближением двухатомного дифференциального перекрытия (NDDO) и пригодных в первую очередь для газофазной термохимии . [1] Современные версии MOPAC поддерживают 83 элемента таблицы Менделеева (H-La, Lu-Bi в виде атомов, [2] Ce-Yb как ионные блестки ) [3] и имеют расширенную функциональность для сольватированных молекул , [4] кристаллические твердые вещества , [5] и белки . [6]
MOPAC был первоначально разработан исследовательской группой Майкла Дьюара в начале 1980-х годов и выпущен как общедоступное программное обеспечение на бирже квантовой химии в 1983 году. [7] В 1993 году оно стало коммерческим программным обеспечением, разработанным и распространяемым компанией Fujitsu , а в 2007 году компания Stewart Computational Chemistry взяла на себя коммерческую разработку и распространение. В 2022 году оно было выпущено как программное обеспечение с открытым исходным кодом на GitHub.
Функциональность
[ редактировать ]MOPAC — это, прежде всего, последовательная программа командной строки . Его поведение по умолчанию — взять молекулярную геометрию, указанную во входном файле, и выполнить локальную оптимизацию геометрии, чтобы минимизировать теплоту образования молекулы. Подробности этого процесса затем суммируются в выходном файле. Поведение MOPAC можно изменить, указав ключевые слова в первой строке входного файла, а векторы перемещения к геометрии можно добавить , чтобы указать полимер, поверхность или кристалл.
MOPAC совместим с другим программным обеспечением для предоставления графических пользовательских интерфейсов (GUI), визуализации выходных данных и обработки входных данных. Наиболее известными графическими интерфейсами, поддерживающими MOPAC, являются Chem3D , WebMO, [8] Амстердамский модельный комплекс, [9] и молекулярная операционная среда . Jmol может визуализировать некоторые выходные данные MOPAC, такие как молекулярные орбитали и частичные заряды . Open Babel поддерживает преобразование в формат входного файла MOPAC и обратно.
Основные особенности
[ редактировать ]- Полуэмпирические модели: AM1 , PM3 , PM6, [2] ПМ7 [10]
- Оптимизация геометрии
- переходного состояния Оптимизация
- Вибрационный анализ
- Модель сольватации COSMO
- Периодические граничные условия (только точка Гамма, без выборки из зоны Бриллюэна )
- MOZYME для систем с закрытой оболочкой (алгоритм электронной структуры линейного масштабирования)
- Газофазная термодинамика
- Молекулярная поляризуемость
- Автоматическое гидрирование для предварительной обработки банка данных белков структур
- ИНДО-спектроскопия [11]
- Взаимодействие с конфигурацией
- PARAM, сопутствующая программа для оптимизации параметров. [12]
История
[ редактировать ]Первоначально MOPAC был разработан Майкла Дьюара исследовательской группой в Техасском университете в Остине для объединения их предыдущих разработок моделей и программного обеспечения MINDO/3 и MNDO и в качестве программной реализации модели AM1 . [13] Название MOPAC было одновременно аббревиатурой от Molecular Orbital PACkage и ссылкой на скоростную автомагистраль Mopac , которая проходит вдоль частей кампуса UT в Остине. [14] Первая версия MOPAC была депонирована на бирже программ квантовой химии (QCPE) в 1983 году как программа QCPE № 455, основным автором которой был Джеймс Стюарт. [7] Джеймс Стюарт присоединился к группе Дьюара в 1980 году в качестве приглашенного профессора в отпуске из Университета Стратклайда . [15] и он продолжил разработку MOPAC после переезда в Академию ВВС США в 1984 году. [16] В 1993 году MOPAC была приобретена Fujitsu и продана как коммерческое программное обеспечение, а Джеймс Стюарт продолжил его развитие в качестве консультанта. [17] После 2007 года новые версии MOPAC были разработаны и проданы компанией Stewart Computational Chemistry. [18] при поддержке программы исследований инноваций в малом бизнесе . [19] Одновременно с коммерческой разработкой предпринимались попытки продолжить разработку последней докоммерческой версии MOPAC как проекта программного обеспечения с открытым исходным кодом. [20] [21] В 2022 году коммерческая разработка и распространение MOPAC закончились, и он был официально переиздан как проект программного обеспечения с открытым исходным кодом на GitHub. [22] разработан Институтом программного обеспечения молекулярных наук. [23]
Ранние версии MOPAC, распространяемые QCPE, считались общедоступными и были включены в несколько других известных программных проектов. После ухода Джеймса Стюарта другие члены группы Дьюара продолжили разработку ответвления MOPAC под названием AMPAC , которое первоначально было выпущено на QCPE, а затем также стало коммерческим программным обеспечением. [24] VAMP (Vectorized AMPAC) — параллельная версия AMPAC, разработанная группой Тимоти Кларка в Университете Эрлангена-Нюрнберга . [25] Дональда Трулара Группа в Университете Миннесоты разработала ответвление AMPAC с моделями неявных растворителей , AMSOL, [26] и форк самого MOPAC. [27] Кроме того, коммерческие версии MOPAC, распространяемые Fujitsu, имеют некоторые собственные функции (например, PM5, сольватация Томази), недоступные в других версиях. [28]
На протяжении всей разработки MOPAC использовала разные системы управления версиями, иногда с номером версии или годом, стилизованным под название. Эти альтернативные названия включают MOPAC3, MOPAC4, MOPAC5, MOPAC6, MOPAC7, MOPAC93, MOPAC97, MOPAC 2000, MOPAC 2007, MOPAC 2009, MOPAC 2012 и MOPAC 2016. [29] Версии MOPAC с открытым исходным кодом теперь используют семантическое управление версиями .
См. также
[ редактировать ]- Список программного обеспечения для квантовой химии и физики твердого тела
- Полуэмпирические методы квантовой химии
- АМПАК
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Стюарт, Джеймс Дж. П. (1990). «MOPAC: полуэмпирическая программа молекулярных орбиталей». Журнал компьютерного молекулярного дизайна . 4 : 1–103. дои : 10.1007/BF00128336 .
- ^ Jump up to: а б Стюарт, Джеймс Дж. П. (2007). «Оптимизация параметров полуэмпирических методов V: Модификация NDDO-аппроксимации и применение к 70 элементам» . Журнал молекулярного моделирования . 13 : 1173–1213. дои : 10.1007/s00894-007-0233-4 . ПМК 2039871 .
- ^ Фрейре, Рикардо О.; Симас, Альфредо М. (2010). «Параметры искры/PM6 для всех трикатионов лантаноидов от La (III) до Lu (III)». Журнал химической теории и вычислений . 6 : 2019–2023 гг. дои : 10.1021/ct100192c .
- ^ Кламт, А.; Шюйрманн, Г. (1993). «COSMO: новый подход к диэлектрическому экранированию в растворителях с явными выражениями для энергии экранирования и ее градиента». Журнал Химического общества, Perkin Transactions 2 . 1993 : 799–805. дои : 10.1039/P29930000799 .
- ^ Стюарт, Джеймс Дж. П. (2000). «Практический метод моделирования твердых тел полуэмпирическими методами». Журнал молекулярной структуры . 556 : 59–67. дои : 10.1016/S0022-2860(00)00651-7 .
- ^ Стюарт, Джеймс Дж. П. (1996). «Применение локализованных молекулярных орбиталей к решению полуэмпирических уравнений самосогласованного поля». Международный журнал квантовой химии . 58 : 133–146. doi : 10.1002/(SICI)1097-461X(1996)58:2<133::AID-QUA2>3.0.CO;2-Z .
- ^ Jump up to: а б Стюарт, JJP (1983). «MOPAC: Общий молекулярно-орбитальный пакет». ККПЭ . 3 : 455.
- ^ «ВебМО» .
- ^ «Амстердамская модельная сюита» . Программное обеспечение для химии и материалов (SCM) . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ Стюарт, Джеймс Дж. П. (2012). «Оптимизация параметров полуэмпирических методов VI: дополнительные модификации приближений NDDO и повторная оптимизация параметров» . Журнал молекулярного моделирования . 19 : 1–32. дои : 10.1007/s00894-012-1667-x . ПМЦ 3536963 .
- ^ Гизекинг, Ребекка Л.М. (2021). «Новая версия MOPAC, включающая полуэмпирическую модель INDO/S с возбужденными состояниями CI». Журнал вычислительной химии . 42 : 365–378. дои : 10.1002/jcc.26455 .
- ^ Стюарт, Джеймс Дж. П. (1989). «Оптимизация параметров полуэмпирических методов I. Метод». Журнал вычислительной химии . 10 : 209–220. дои : 10.1002/jcc.540100208 .
- ^ Дьюар, Майкл Дж. С. «Разработка практических методов МО для прогнозирования свойств и поведения материалов» (PDF) . Технический отчет Управления научных исследований ВВС . АФОСР-ТР-83-0234 . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ Джей Джей Пи Стюарт. «Общее описание МОПАК» . Стюарт Вычислительная химия.
- ^ Рэмси, Дэвид. «Джимми Стюарт предлагает логику науки нелогичным американцам» . Денверская газета . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ Холлингсворт, Кэтрин. «В центре внимания докладчика UGM: Джеймс Стюарт» . Материалы Дизайн, Inc. Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ Стюарт, Джеймс. «Подробности о выпуске MOPAC-7» . Список вычислительной химии . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ «МОПАК» . Вычислительная химия Стюарта (архив 2007 г.) . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ «Профиль лауреата Стюарта, Джеймса» . СБИР/СТТР . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ "мопак7" . СоурсФордж . Проверено 9 февраля 2024 г.
- ^ «MOPAC версия 7 (общественное достояние)» . Гитхаб .
- ^ «Выпуск MOPAC версии 22.0.0» . Гитхаб . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ «Институт программного обеспечения молекулярных наук» . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ «АМПАК 10» . Семихим, ООО .
- ^ Кларк, Тимоти (1988). «Расчеты молекулярной орбитали и силового поля для прогнозирования структуры и энергии». Прогнозирование физических свойств в органической химии : 95–102. дои : 10.1007/978-3-642-74140-1_9 .
- ^ «Главная страница АМСОЛ» . Центр химической теории, химический факультет, Университет Миннесоты . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ «Главная страница MOPAC 5,022 млн» . Центр химической теории, химический факультет, Университет Миннесоты . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ «МОПАК 2002» . Программное обеспечение CAChe (в архиве) . Проверено 8 февраля 2024 г.
- ^ «Архив МОПАК» . Гитхаб . Проверено 8 февраля 2024 г.