Monte Carlo computer simulations in the canonical and grand canonical statistical ensemble were used to explore the properties of the central force (CF1) water model. The intramolecular structure of the H2O molecule is well reproduced by the model. Emphasis was made on hydrogen bonding, and on the tehrahedral, q, and translational, τ, order parameters. An energetic definition of the hydrogen bond gives more consistent results for the average number of hydrogen bonds compared to the one-parameter distance criterion. At 300 K, an average value of 3.8 was obtained. The q and τ metrics were used to elucidate the water-like anomalous behaviour of the CF1 model. The structural anomalies lead to the density anomaly, with a good agreement of the model's density with the experimental ρ(T) trends. The chemical potential-density projection of the model's equation of state was explored. Vapour-liquid coexistence was observed at sufficiently low temperatures.
Моделювання Монте Карло у канонiчному та великому канонiчному ансамблях застосовується для дослiдження властивостей води у моделi з центральними взаємодiями (ЦВ1). Внутрiшня структура молекули H2O добре вiдтворюється даною моделлю. Основна увага зосереджується на водневих зв’язках, та параметрах порядку тетраедричностi q i трансляцiйному τ. Визначення водневого зв’язку в енергетичних термiнах дає кращi результати для середньої кiлькостi цих зв’язкiв у порiвняннi з критерiєм однопараметричної вiдстанi. При 300 K було отримано середнє значення 3.8. Метрики q i τ використовувались для висвiтлення водоподiбної аномальної поведiнки моделi ЦВ1. Структурнi аномалiї ведуть до аномалiї густини, причому густина моделi добре узгоджується з експериментальними тенденцiями для ρ(T). Було дослiджено хiмiчну складову залежностi “потенцiал-густина” у рiвняннi стану даної моделi. Спiвiснування пари з водою спостерiгається при достатньо низьких температурах.
Keywords: Monte Carlo simulations; central force water model; density anomaly; equation of state; hydrogen bonding; tetrahedraly.