6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
2.2.7. Định vị trạng thái chuyển tiếp trong hóa học tính toán
Cấu trúc trạng thái chuyển tiếp có thể được xác định qua các điểm yên ngựa đầu tiên trên bề mặt thế năng (PES). Điểm yên ngựa là một điểm mà ở đó là cực tiểu trong tất cả các chiều nhưng cực đại trong một chiều. Hầu như tất cả các phương pháp lượng tử hóa học (DFT, MP2, vv.) đều có thể được sử dụng để tìm trạng thái chuyển tiếp. Tuy nhiên, việc định vị thường khó khăn và không có phương pháp đảm bảo để tìm trạng thái chuyển tiếp đúng. Có nhiều phương pháp khác nhau để tìm trạng thái chuyển tiếp. Các phương pháp này cũng có cùng mục đích nhằm để tìm con đường năng lượng cực tiểu (minimum energy pathway - MEP) dọc theo PES. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm của nó tùy thuộc vào phản ứng cụ thể đang được nghiên cứu. Một số phương pháp chính được đưa ra dưới đây.
2.2.7.1. Phương pháp đường đồng thời (synchronous transit).
Phương pháp này có một số dạng, phổ biến nhất là đường tuyến tính đồng thời (LST) phương pháp và bình phương đường bậc hai (QST). Phương pháp LST đưa ra một ước đoán của các trạng thái chuyển tiếp bằng cách tìm điểm cao nhất dọc theo đường ngắn nhất nối hai cực tiểu. Phương pháp QST mở rộng hơn bằng cách tìm kiếm cực tiểu dọc theo đường thẳng vuông góc với đường trước đó. Đường nối cực tiểu và điểm tìm thấy có thể tìm cho một điểm yên ngựa (là cực đại).
2.2.7.2. Băng khuỷu đàn hồi (nudged elastic band).
Có rất nhiều biến thể trên phương pháp băng khuỷu đàn hồi (NEB), bao gồm băng ảnh đàn hồi và băng đàn hồi. Phương pháp này hoạt động bằng cách ước đoán MEP kết nối hai cấu trúc bền. Một số cấu trúc rời rạc (gọi là ảnh) được đặt dọc theo MEP phỏng đoán. Những ảnh này được di chuyển theo lực tác dụng lên chúng, vuông góc với đường dẫn và một lực đàn hồi nhân tạo nhằm giữ khoảng cách ảnh
dọc theo MEP. Các ảnh có năng lượng cao nhất cho một ước lượng tốt của trạng thái chuyển tiếp.
2.2.7.3. Phƣơng pháp chuỗi
Phương pháp chuỗi để định vị trạng thái chuyển tiếp tương tự như NEB theo nhiều cách. Phương pháp cũng bao gồm một loạt các ảnh theo một ước đoán của MEP, nhưng trong trường hợp này, ảnh được di chuyển theo hai bước. Trước tiên, các ảnh được di chuyển theo lực tác động và vuông góc với đường dẫn. Sử dụng sự nội suy, chuyển các ảnh theo khoảng cách ngắn dọc theo MEP để chắc chắn rằng chúng cách nhau. Những sự khác nhau của phương pháp chuỗi gồm các phương pháp chuỗi tiếp diễn, trong đó việc đoán đường phản ứng được tạo ra như chương trình tiếp diễn.
2.2.7.4. Phương pháp dimer (nhị hợp)
Phương pháp dimer có thể được sử dụng để tìm trạng thái chuyển tiếp có thể xảy ra mà không cần biết về cấu trúc cuối cùng hoặc để hiệu chỉnh một ước đoán tốt của một trạng thái chuyển tiếp. "Dimer" được hình thành bởi hai ảnh rất gần với nhau trên PES. Phương pháp này hoạt động bằng cách di chuyển các dimer lên dốc từ vị trí bắt đầu trong khi xoay dimer để tìm hướng của đường cong thấp nhất (hầu hết là âm).
