Extensão do Campo de Força Universal para Estruturas de Metal-Orgânico

O Campo de Força Universal (UFF) (Rappé et al., J. Am. Chem. Soc. 1992) fornece uma abordagem geral para a mecânica molecular de moléculas e materiais compostos por elementos de toda a tabela periódica. Embora o método possa ser ajustado pela especificação de ordens de ligação e pela introdução de cargas efetivas, a lista de tipos de átomos atualmente disponível é insuficiente para tratar vários sistemas contendo metais de transição, incluindo estruturas de metal-orgânico (MOFs). Como os MOFs são materiais compostos construídos por uma combinação de blocos de construção individualmente estáveis, uma infinidade de estruturas de MOF é possível, e a previsão de sua estrutura por um método de baixo custo é importante. Nós estendemos o conjunto de parâmetros do UFF para incluir elementos de metais de transição Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, V, Ti, Sc e Al, conforme eles ocorrem nos MOFs, e propusemos parâmetros adicionais O que fornecem estruturas confiáveis dos clusters de óxido metálico dos conectores. Nós avaliamos o desempenho da extensão MOF ao UFF (UFF4MOF) em relação a dados experimentalmente disponíveis e a cálculos DFT. Os parâmetros estão disponíveis em vários programas bem distribuídos, incluindo GULP, deMonNano e ADF, e todas as informações são fornecidas para incluí-los em outros códigos de mecânica molecular.