【如何从RDF跳跃到配位数】研究电解液的你，也有遇到么？

一切从L同学的一个问题开始。

L同学十分好学，他是研究电解液的，在获得常规的径向分布函数 (Radial distribution function，以下简称RDF)数据后，他通过组会得知，RDF数据可以继续得到电解液中的金属离子和周围配体的配位数。

配位数这个数据对于电解液研究课题来说真的是太重要了，但是这个是如何操作的，他却一脸茫然。

经过了一番操作后，得到了2位数的配位数，不用别人说自己都懵了。

今天我们就来讲一讲，如何从RDF跳跃到配位数。

01统计RDF

这里就不提RDF那些公式，只给没有了解过分子动力学的同学一句话简单说一下。

如果设蓝球为A，绿球为B，那么AB的RDF(r)说的就是距离A原子r距离的壳层内，B原子的密度相较于整个盒子中B的密度的比值。

这里举个例子：

我们对上述动态体系去统计RDF，其实就是把里面涉及的多帧一起进行统计，然后得到的信息大概如下这个样子（其中只讨论分子间的，没有讨论分子内的OH和HH）。

可以看出红色O……H线在1.7A的位置有个高峰，这个意味着水与水之间存在着氢键，而且键长为1.7A左右。黑色的O……O线在2.7A左右位置有个高峰，证明如果以O为水的特征点，那么水和“周围第一水层中的水”之间的距离为2.7A。

视频与图来来源：

https://en.wikibooks.org/wiki/Molecular_Simulation/Radial_Distribution_Functions

02求配位数

回到开头的话题，配位数怎么求？其实这个很简单，请看公式

公式来源：

https://en.wikibooks.org/wiki/Molecular_Simulation/Radial_Distribution_Functions

其中注意下新引入的两个字母：一个是r’， 这个一般指的是第一个峰后面谷底横坐标。

图片来源：

https://www.hpc.co.jp/chem/library/c_rdf/

为何选一个峰后面峰谷的位置，那是因为此处代表着第一溶剂层到此处就截止了。（有些分分析中还把分子内的一些RDF也罗列在图中，此时一定要注意区分哪个峰是真实的溶剂层）。

另一个是ρ，这次计算中L同学搞错的就是这个ρ的单位，这里虽然是密度，但绝对不是大家熟知的质量密度，而是数密度。有的文献中为了防止误解会把这个ρ拆写成N/V 。

就如水盒子体系，需要计算一下当前盒子中有多少个水分子然后处以盒子的体积，最后得到一个以 Å^-3为单位的一个数密度。再看看积分区域，积分出来的是ų为单位的一个数值，这样正好前后单位可以消去，最后得到一个不带单位的配位数。

当误用质量密度进行计算的时候，其实在考虑单位时候应该就能发现问题。

比如Forcite做RDF分析输出的信息是g(r)对r的数据。

如果要做这个配位数积分，大家需要再加一列写上g(r)*r²，然后对r作为x轴，g(r)*r²作为Y轴绘图，然后对其进行积分，积分后的曲线的Y轴都乘以4πρ就能得到配位数积分曲线。此时只需要看一下第一个峰的峰谷对应的X坐标是多少，到配位积分曲线上面去找对应Y轴数值就可以。

图片来源：

http://dx.doi.org/10.1039/C5CP05713B

了解到如上信息，接下来就是origin的操作问题了。这个大家稍微百度一下就好了。

唯理计算小提醒

如果第二溶剂层很明显，此时可以先求第二溶剂层内总共有多少溶剂，再减去第一溶剂层有多少，就可以知道第二溶剂层了。如果第二溶剂层不是很明显（峰不够尖），不建议强行做这个研究，3层4层乃至更多层同样道理。

如果本文有错误，请在评论区指出，大家共同学习进步哦~

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