[BMIM][NTf2]的結(jié)構(gòu)如下
 

乙醇在[BMIM][NTf2]中的常溫下的溶解自由能實(shí)驗(yàn)值為-3.76 kcal/mol（來自那篇JPCB文章補(bǔ)充材料Table S1.6，對(duì)應(yīng)氣相和溶劑下都是1M標(biāo)準(zhǔn)態(tài)濃度）。我們看看利用SMD-GIL的參數(shù)算出來的結(jié)果是多少。如《談?wù)勲[式溶劑模型下溶解自由能和體系自由能的計(jì)算》所述，我們先對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，然后用M052X/6-31G*在溶劑模型下和氣相下分別算個(gè)單點(diǎn)，求差就是常溫下的溶解自由能（對(duì)應(yīng)氣相和溶劑下都是1M標(biāo)準(zhǔn)態(tài)濃度）。

SMD幾乎是目前最流行的隱式溶劑模型，因此很多主流程序都已經(jīng)支持SMD，比如Gaussian、NWChem、ORCA、GAMESS-US等（而非主流的Dmol3和ADF之流尚不支持）。這里我們用量化計(jì)算最常用的Gaussian作為例子，結(jié)構(gòu)已經(jīng)在B3LYP/TZVP下優(yōu)化過（用什么級(jí)別優(yōu)化無所謂，只要是合理級(jí)別即可，對(duì)溶解自由能計(jì)算結(jié)果影響很?。?/p>

單點(diǎn)任務(wù)的輸入文件如下：

# M052X/6-31G*

B3LYP/TZVP opted

0 1
 C                  1.17643900   -0.39950500    0.00000000
 H                  1.15236000   -1.03828400    0.88463100
 H                  2.11738900    0.15557800    0.00000000
 H                  1.15236000   -1.03828400   -0.88463100
 C                  0.00000000    0.55417200    0.00000000
 H                  0.04041900    1.20079700   -0.88644000
 H                  0.04041900    1.20079700    0.88644000
 O                 -1.20073500   -0.22291400    0.00000000
 H                 -1.95570500    0.37470800    0.00000000

溶劑模型下的單點(diǎn)任務(wù)的輸入文件如下。這里我們自己完全自定義了一個(gè)新溶劑，除了芳香度和鹵素度以外的溶劑參數(shù)就是上面提到的SMD-GIL的平均離子液體溶劑參數(shù)。

# M052X/6-31G* SCRF(SMD,read,solvent=generic)

B3LYP/TZVP opted

0 1
 C                  1.17643900   -0.39950500    0.00000000
 H                  1.15236000   -1.03828400    0.88463100
 H                  2.11738900    0.15557800    0.00000000
 H                  1.15236000   -1.03828400   -0.88463100
 C                  0.00000000    0.55417200    0.00000000
 H                  0.04041900    1.20079700   -0.88644000
 H                  0.04041900    1.20079700    0.88644000
 O                 -1.20073500   -0.22291400    0.00000000
 H                 -1.95570500    0.37470800    0.00000000

eps=11.5
epsinf=2.0449
HBondAcidity=0.229
HBondBasicity=0.265
SurfaceTensionAtInterface=61.24
CarbonAromaticity=0.12
ElectronegativeHalogenicity=0.24

上面文件中設(shè)的CarbonAromaticity就是芳香度，ElectronegativeHalogenicity是鹵素度。[BMIM][NTf2]的化學(xué)組成為C10H15F6N3O4S2，重原子數(shù)（非氫原子數(shù)）為25，此體系中咪唑環(huán)上的碳屬于芳香碳，數(shù)目為3，因此芳香度為3/25=0.12。體系中鹵素有6個(gè)，因此6/25=0.24就是鹵素度。

對(duì)兩個(gè)文件用Gaussian16 A.03版進(jìn)行計(jì)算，氣相單點(diǎn)能為-154.9998251，溶劑下單點(diǎn)能為-155.0061949，因此溶解自由能為627.51*(-155.0061949+154.9998251)=-3.997 kcal/mol，和實(shí)驗(yàn)值-3.76 kcal/mol相符不錯(cuò)。