私の無機化学のクラスでは、計算化学を紹介しました。プログラムではB3LYP理論を使用するように言われていますが、実際にはまだ計算を学んだことはありません。 B3LYPとは何か、B3LYPがどのようにDFT方程式に適合するかを簡単に説明できますか
$$ E _ {\ text {DFT}} [\ rho] = T_ {e} [\ rho] + V_ {ne} [\ rho] + J [\ rho] + E_ {xc} [\ rho] $$
コメント
- ええと、私チュートリアルか何かをつかむべきだと思います。この'は広すぎます。
- B3LYPは、DFTエネルギー方程式の交換相関汎関数の式を提供します。詳細については、これがお勧めです。
- 私は' 'は広すぎると思います。 'は、交換相関汎関数が何であるかを説明し、上記の方程式の最後の項を参照していることを指摘し、少し話して、比較的短い答えを与えることは非常に可能です。 B3LYP自体について。
回答
「理論のレベル」は、計算に使用されるスキームのファンシーワードです。分子のエネルギー。それを行うには非常に多くの方法がありますが、最も計算コストがかかります。しかし、ごく最近、状態エネルギーは電子密度分布のみに依存することが証明され、電子運動の相関の詳細は、全体として上記の分布から導き出すことができます。これにより、電子の動きのすべての詳細を考慮する代わりに、電子密度のみが考慮される密度汎関数法が生まれました。理論的には、これにより、計算要件を基底関数の数の4〜7乗（使用する方法によって異なります）から、その数の3乗のみに下げることができます。これは大きな問題です。
問題は、電子系のエネルギーをその分布から導き出す正確で普遍的な方法が不明であるということです。したがって、さまざまな方法がテストされ、最も成功した方法で利用可能なソフトウェアになりました。
そのような方法のほとんど（機能）は、システムのエネルギーをいくつかの部分に分割します。電子のエネルギーと核の相互作用など、それらのいくつかは正確に知られている可能性があります。ただし、電子-電子相互作用のエネルギーなど、そうでないものもあります。それでも、理論物理学ではいくつかの国境事件が考慮されました。具体的には、電子ガスの機能が知られており、使用されていました。これにより、既知の局所密度近似が発生しました。多くの場合、許容範囲内で動作します。
興味深いオプションは、よく知られている正確な交換をミックスに追加することです。本質的に、正確な交換とは、パウリの原理を手作業で強制しようとする試みです。つまり、同じスピンを持つ2つの電子が同じスポットを占めることはできません。問題は、その一部がすでにベースLDAに含まれているため、メンバーは通常、0.25などの軽量化されたものと見なされることです。
別の可能な方法は、電子密度に依存するメンバーを含めることです。勾配、分子内の電子密度がポイントごとに異なることを認識します。これはGGAアプローチとして知られています。
B3lypは汎関数であり、LDA電子-電子および電子-原子核エネルギーに加えて、正確な交換とGGA補正が含まれます。パーツの重量は、小分子のテストスイートの形状を再現するように適合されました。そのため、より重い原子を使用した計算にb3lypを使用することには疑問があります。
分散相互作用が重要な役割を果たす場合、密度汎関数は不十分に機能します。これに対する思考補正スキームも知られています。
現時点では、これ以上の詳細は重要ではありません。ただし、一般的なDFTと量子化学に関する本を入手することを検討してください。計算化学の論文が多数存在し、多くの場合重要な洞察を提供するため、「実際の」化学で終わる場合は、これが便利です。