Ein Allgemeinmodell für die kondensierten Phasen von Wasser: TIP4P/2005

Ein Potenzialmodell, das als Allgemeinmodell für die kondensierten Phasen von Wasser gedacht ist, wird vorgestellt. TIP4P/2005 ist ein starres Vier-Stätten-Modell, das aus drei festen Punktladungen und einem Lennard-Jones-Zentrum besteht. Die Parametrisierung basiert auf einer Anpassung an die Temperatur der maximalen Dichte (indirekt geschätzt aus dem Schmelzpunkt von hexagonalem Eis), der Stabilität mehrerer Eis-Polymorphen und anderen häufig verwendeten Zielgrößen. Die berechneten Eigenschaften umfassen eine Vielzahl von thermodynamischen Eigenschaften der flüssigen und festen Phasen, das Phasendiagramm, das die kondensierten Phasen beinhaltet, Eigenschaften beim Schmelzen und der Verdampfung, die Dielektrizitätskonstante, die Paardistributionsfunktion und den Selbstdiffusionskoeffizienten. Diese Eigenschaften decken einen Temperaturbereich von 123 bis 573 K und Drücke von bis zu 40.000 bar ab. Das Modell zeigt eine beeindruckende Leistung für diese Vielzahl von Eigenschaften und thermodynamischen Bedingungen. Zum Beispiel gibt es hervorragende Vorhersagen für die Dichten bei 1 bar mit einer maximalen Dichte bei 278 K und einem durchschnittlichen Unterschied zur Experimentaldaten von 7 x 10(-4) g/cm3.