电子结构方法和基础对使用分布式多极分析 (DMA) 计算的电极多极的精度的影响
Roberta Siqueira Soldaini Oliveira1, Marco Aurélio Souza Oliveira1, Itamar Borges2
1Departamento de Química, Instituto Militar de Engenharia, Praça General Tibúrcio, 80, Rio de Janeiro, RJ, 22290-270, Brazil.
分布式多极分析 (DMA) 准确地描述了分子电荷密度. DFT 函数 B2PLYP 和 M06-2X 提供高精度,而 MP2 为精确的多极计算提供了具有成本效益的替代方案.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 量子化学 是一个量子化学.
- 分子建模分子建模
背景情况:
- 准确的分子电荷密度对于理解分子性质至关重要.
- 分布式多极分析 (DMA) 将电荷密度分解为可化学解释的以原子为中心的电多极.
- DMA是分子分析的广泛使用和准确的方法.
研究的目的:
- 使用DMA分解六个不同的分子的分子电荷密度.
- 评估各种电子结构方法和DMA计算的基础集的性能.
- 评估确定分子多极的不同方法的准确性和计算成本.
主要方法:
- 使用Hartree-Fock (HF),MP2,MP4和各种DFT函数 (PBE,B3LYP,B3PW91,M06-2X,B2PLYP) 计算的分子电荷密度.
- 使用GDMA程序进行DMA多极计算.
- 使用6-311G (d,p) 基数组进行生产计算,使用宁的层次结构进行基数组依赖性研究.
主要成果:
- DFT多极值显示功能依赖性,但与MP4相比,根平均平方误差 (RMSEs) 一般较低.
- 双杂交B2PLYP和杂交M06-2X元函数产生了DFT方法中最准确的结果.
- MP2提供了准确性和计算成本的良好平衡,与MP4相比,RMSEs处于类似范围.
- 高频偏差通常低于20%,表明对电子相关性的依赖性最小.
- DMA值显示对基准集大小的依赖程度较小 (低于5%),随着多极排名的增加而增加.
结论:
- 选择DFT函数显著影响多极值,建议使用B2PLYP和M06-2X.
- MP2为准确的DMA计算提供了一个计算效率高的替代方案.
- 对于高等级的多极体,特别是与负电子元素结合的原子,基础集的大小很重要,需要具有扩散函数的基础集.
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