Szervetlen kémia osztályomban a számítási kémia bevezetésével ismerkedtünk meg. Azt mondják, hogy a B3LYP elméletet alkalmazzuk a programban, de valójában még soha nem tanultuk meg a számítást. Meg tudná valaki magyarázni egyszerűen, hogy mi a B3LYP, és hogyan illeszkedik a megjelenő DFT-egyenletbe
$$ E _ {\ text {DFT}} [\ rho] = T_ {e} [\ rho] + V_ {ne} [\ rho] + J [\ rho] + E_ {xc} [\ rho] $$
megjegyzések
- Uh, I úgy gondolja, hogy meg kell ragadnia egy oktatóanyagot vagy valami hasonlót. Ez ' túl tág lett.
- A B3LYP kifejezést ad a DFT energiaegyenletben a csere-korreláció függvényére. Néhány további részletért ez érdekes lehet az Ön számára.
- Nem ' Nem igazán gondolom, hogy ' túl széles. ' meglehetősen rövid választ adhatunk arra, hogy elmagyarázzuk, mi a csere-korrelációs funkció, rámutatva, hogy a fenti egyenlet utolsó kifejezésére utal, és beszélünk egy kicsit. magáról a B3LYP-ről.
Válasz
“Az elmélet szintje” egy divatos szó a sémához, amelyet kiszámításra használnak egy molekula energiája. Elég sokféle módszer létezik rá, a legtöbb nagyon számítási szempontból drága. Nemrégiben azonban bebizonyosodott, hogy az állapotenergia csak az elektronsűrűség-eloszlástól függ, és az elektronmozgás korrelációjának részletei teljes egészében levezethetők az említett eloszlásból. Ez sűrűségi funkcionális módszereket eredményezett, ahol az elektronmozgás minden részletének figyelembe vétele helyett csak az elektron sűrűségét vesszük figyelembe. Elméletileg ez lehetővé teszi a számítási követelmények csökkentését a bázisfüggvények számának negyedik-hetedik (az alkalmazott módszertől függően) számértékének csak a harmadik erejéig. Ez nagy ügy.
A probléma az, hogy nem ismert pontos és univerzális módszer arra, hogy az elektronrendszer energiáját eloszlásukból nyerjük. Így sokféle módszert teszteltek, és a legsikeresebbek elérhető szoftverekké tették.
Az ilyen módszerek többsége – funkcionális – a rendszer energiáját több részre osztja. Néhány közülük pontosan ismert lehet, például az elektron – nukleui kölcsönhatás energiája. Néhány azonban nem, például az elektron-elektron kölcsönhatás energiája. Ennek ellenére az elméleti fizikában számos határesetet vettek figyelembe. Pontosabban az elektrongáz funkcionális ismert és használt. Ez felvetette az ismert helyi sűrűség-közelítést. Sok esetben elviselhető.
Egy érdekes lehetőség az, hogy az ismert pontos cserét hozzáadjuk a keverékhez. Lényegében a pontos csere a Pauli-elv kézi érvényesítésére tett kísérlet, vagyis, hogy két azonos spinű elektron nem foglalhatja el ugyanazt a helyet. A probléma az, hogy egy része már benne van az alap LDA-ban, így ezt a tagot általában csökkentett súlyúnak, mondjuk 0,25-nek tekintik.
Egy másik lehetséges módszer az, hogy megpróbáljuk az elektronsűrűségtől függő tagokat bevonni gradiens, annak ismeretére, hogy az elektron sűrűsége egy molekulában pontról pontra változik. Ez az úgynevezett GGA megközelítés.
A B3lyp egy olyan funkció, amely az LDA elektron-elektron és elektronmagok energián kívül pontos cserét és GGA korrekciókat tartalmaz. Az alkatrészek súlya alkalmas volt a kis molekulákból álló tesztkészlet geometriájának reprodukálására. A b3lyp ilyen használata nehezebb atomokkal végzett számításokhoz kérdéses.
A sűrűségfunkcionálisok gyengén teljesítenek, ha a diszperziós interakciók jelentős szerepet játszanak, ennek gondolatkorrekciós sémái is ismertek.
A további részletek jelenleg nem fontosak az Ön számára. Fontolja meg azonban néhány könyv megragadását a DFT-ről és a kvantumkémiaról általában. Ha valaha “igazi” kémia véget ér, ez jól jön, mivel a számítástechnikai kémiai dokumentumok nagy számban vannak jelen, és gyakran jelentős betekintést nyújtanak.