用最先进的 ab initio 方法评估最小酸酶[Fe(SH) 4H]模型的 DFT 函数的评估

科学领域:

• 计算化学计算化学
• 量子力学就是量子力学.
• 理论化学 理论化学

背景情况:

• 精确计算电子结构和能量差异对于理解化学系统至关重要.
• [Fe(SH) 4H]-模型对标准量子力学 (QM) 方法提出了挑战,原因是质子复合.
• 密度函数理论 (DFT) 方法经常显示出这些系统的结果的显著变化.

研究的目的:

• 确定[Fe(SH) 4H]-模型的两个同位素之间的可靠能量差异 (∆E).
• 评估各种量子力学 (QM) 方法的性能,特别是密度函数理论 (DFT) 和合集群 (CC) 方法.
• 为了确定这个特定的化学系统最准确的DFT函数.

主要方法:

• 高级合集群 (CC) 计算,包括外推的CC序列和半静态热浴配置相互作用 (SHCI).
• 对35种不同的密度函数理论 (DFT) 方法的结果进行比较.
• 对单参考CC计算与多参考方法的评估.

主要成果:

• [Fe(SH) 4H] - 异构体的能量差异 (∆E) 通过使用高级QM方法确定为101kJ/mol.
• DFT方法显示了大差异的∆E,范围高达140kJ/mol,受到包括精确的哈特里-福克交换的影响.
• 与基准计算相比,M06和B3LYP-D3函数为该系统提供了最准确的DFT结果,误差在4-11kJ/mol左右.

结论:

• 高级合集群和配置交互方法对于获得像[Fe(SH) 4H]-.等具有挑战性的系统的融合和精确的能量差异至关重要.
• 在经过测试的DFT方法中,M06和B3LYP-D3是这个特定系统最可靠的选择.
• 单参考CC方法可以为中度多参考性质的系统提供合理的准确性,尽管诊断表明了潜在的挑战.