水モデル
これらのモデルは短距離においてスイッチング関数S(r)
S ( r i j ) = { 0 , if r i j ≤ R L ( r i j − R L ) 2 ( 3 R U − R L − 2 r i j ) ( R U − R L ) 2 , if R L ≤ r i j ≤ R U 1 , if R U ≤ r i j {\displaystyle S(r_{ij})={\begin{cases}0,&{\mbox{if }}r_{ij}\leq R_{L}\\{\frac {(r_{ij}-R_{L})^{2}(3R_{U}-R_{L}-2r_{ij})}{(R_{U}-R_{L})^{2}}},&{\mbox{if }}R_{L}\leq r_{ij}\leq R_{U}\\1,&{\mbox{if }}R_{U}\leq r_{ij}\end{cases}}}
を掛けることで静電項を縮小する。したがって、RL およびRUパラメータはBNSおよびST2にのみ適用される。
5-サイトモデルは、四面体様配置を持つ酸素原子の孤立電子対を表現する2つのダミー原子(Lと表示される)上に負電荷を置く。これらの種類の初期のモデルは1971年に提唱されたBen-NaimとStillingerのBNSモデルであり、すぐに1974年のStillingerとRahmanのST2モデルに継承された。主にそれらの高い計算コストのため、5-サイトモデルは、MahoneyとJorgensenのTIP5Pモデルが発表された2000年まではあまり開発されなかった。それ以前のモデルと比較した時、TIP5Pモデルは水二量体の構造(中性子散乱から得られる実験的動径分布関数をよく再現する、より「四面体型」な水構造)と水の密度が最大となる温度という点が改善している。TIP5P-Eモデルはエバルト和と共に用いるためにTIP5Pを再パラメータ化したものである。
しかしながら、BNSおよびST2モデルは静電項についてクーロンの法則を直接的に使用しないことに注意する必要がある。
計算化学において、古典的水モデル(みずモデル)は、水クラスターや液体の水、露な溶媒を用いた水溶液のシミュレーションのために用いられる。水モデルは量子力学や分子力学、実験結果、これらの組み合わせによって決定される。分子の特定の性質を模倣するため、多くの種類のモデルが開発されている。一般的に、これらは (i) 「サイト」と呼ばれる相互作用点の数、(ii) モデルが剛直なのか柔軟なのか、(iii) モデルが分極効果を含んでいるか、という3つの点によって分類することができる。
露な(明示的な)水モデルの代わりとしては非明示的溶媒和モデル(連続体モデルとも呼ばれる)がある。非明示的溶媒和モデルの例としては、COSMO溶媒和モデルや分極連続体モデル(PCM)、ハイブリッド溶媒和モデルがある。