MS入门手册（49）：Materials Studio无规共聚物的增殖方法—概率

上次我们讲到无规共聚物的概念，无规共聚物是一种类似统计学的概念，实际上是类似于规定了某种单体所占的比例，即为每一个位置出现这种单体的可能性，下一个位置可能出现，也可能不出现该单体，这是随机的，但如果统计整个有机物，每种单体所占的比例与该单体在反应物中的浓度是近似或严格（如果选择了Force concentrations）相等的。

上次教程的最后，我们说到关于无规共聚物增殖的问题（其实也就是每次下一个单体如何连接，因为每连接一个新单体就相当于有机物链长增长），在Polymerize选项卡中有两个增殖方法可选项，同时对应了有Probabilities（概率）和Reactivity Ratios（竞聚率）两个不同的选项卡。这次的教程我们主要说Probabilities（概率）。

图1. 聚合物增殖方式设置及相应选项卡

当我们选择了一种增殖方法，如Probabilities之后，打开对应的选项卡Probabilities，就可以发现这个选项卡最主体的部分是由一个2×2的矩阵组成的（这实际上是因为我们只选择了两种单体，如果选择了三种单体，就是3×3的矩阵，以此类推），那这个矩阵中的数值是什么意思呢？

图2. 可能性矩阵

这些数值实际上是一个概率，在Probabilities选项卡中可以定义和修改反应概率，概率以矩阵形式显示。矩阵的行表示哪个重复单元位于链的增长端，列表示要添加的下一个重复单元（也就是这个有机物现在要变长了，那我就先看看刚刚链上生长了什么东西，比如生长了单体A，那下一个单体是生长A还是B呢，就要根据这个概率决定），概率范围为任何大于0.0且小于或等于1.0的实数，一行的概率总和必须为1.0。要编辑现有的概率参数，可单击相应的矩阵单元格并键入新值。

所以概率矩阵的意思是什么呢，其实就是如果上一个重复单元为A，下一个单元是A、B、C……的可能性。比如这里有两种重复单元，就是2×2的矩阵（如果是三种就是3×3），图中标示出单元格其位置为的矩阵的行是聚乙烯，列是聚乙烯，也就是如果聚乙烯单元位于链的增长端，比如2、3、5、7……（黑色数字），则下一个单体仍然是聚乙烯的可能性是0.1（第一行第二列中的0.9表示如果前一个单体是聚乙烯，下一个单体是丙烯酸的可能性是0.9，第二行第一、二列中的0.9、0.1分别表示如果前一个单体是丙烯酸，下一个单体是聚乙烯、丙烯酸的可能性分别为0.9、0.1），因此最终的构型中，这两种单体几乎是交错的（但是相同单体连在一起的可能性还是有的，比如2、3位置都是丙烯酸）。

图3. 概率矩阵的含义

刚才说到，如果在聚合物中有三种不同的单体，就会形成3×3的矩阵，也就是，如果刚刚生长了聚乙烯（或丙烯酸、或尿素），下一个单体是聚乙烯、丙烯酸、尿素的概率都要分别定义，也因此要求每一行数值加在一起总和要为1，矩阵的每个元素数值在0~1之间，默认值表示完全无规的情况（也就是下一个单体是任何一种的可能性均为1/3），如果我们要求不能够有两个相邻的单体相同，另两种单体的概率是一样的（也就是，如果刚刚生长了一个聚乙烯，下一个单体不可能是聚乙烯，是丙烯酸和尿素的概率均为0.5），应该如何修改矩阵中各个元素的值呢？大家给出的答案和小MS是否一致？（对角线上的值为0，其他位置的值均为0.5，如下图）

图4. 一个符合要求的无规共聚物

这次教程我们对条件反应概率（Possibilities）的无规共聚物链增殖方法进行了介绍，可以看到还有另一种增殖方法——Reactivity Ratios（反应比率，也叫竞聚率），下次的教程我们就要对这种方法进行比较详细的讲解。

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