Na moich zajęciach z chemii nieorganicznej zostaliśmy wprowadzeni w chemię obliczeniową. Mówi się nam, że mamy używać teorii B3LYP w programie, ale tak naprawdę nigdy nie nauczyliśmy się jeszcze żadnego z obliczeń. Czy ktoś mógłby po prostu wyjaśnić, czym jest B3LYP i jak pasuje do równania DFT, które wygląda jak
$$ E _ {\ text {DFT}} [\ rho] = T_ {e} [\ rho] + V_ {ne} [\ rho] + J [\ rho] + E_ {xc} [\ rho] $$
Komentarze
- Uh, ja myślę, że powinieneś pobrać samouczek lub coś. To ' musi być zbyt szerokie.
- B3LYP daje wyrażenie na funkcjonał korelacyjno-wymienny w równaniu energii DFT. Aby uzyskać więcej informacji, to może Cię zainteresować.
- Nie ' Naprawdę myślę, że ' jest zbyt szeroki. ' jest całkiem możliwe, aby udzielić stosunkowo krótkiej odpowiedzi wyjaśniającej, czym jest funkcjonał korelacji wymiennej, wskazując, że odnosi się do ostatniego terminu w powyższym równaniu i mówiąc trochę o samym B3LYP.
Odpowiedź
„Poziom teorii” to fantazyjne określenie schematu używanego do obliczania energia cząsteczki. Jest na to wiele sposobów, w większości bardzo kosztownych obliczeniowo. Jednak całkiem niedawno udowodniono, że energia stanu zależy tylko od rozkładu gęstości elektronów, a szczegóły korelacji ruchu elektronów można w całości wyprowadzić z tego rozkładu. Dało to początek metodom funkcjonału gęstości, w których zamiast uwzględniać wszystkie szczegóły ruchu elektronów, bierze się pod uwagę tylko gęstość elektronów. Teoretycznie pozwala to na obniżenie wymagań obliczeniowych z czwartej siódmej (w zależności od zastosowanej metody) potęgi liczby funkcji bazowych do tylko trzeciej potęgi tej liczby. To wielka sprawa.
Problem w tym, że dokładny i uniwersalny sposób uzyskania energii układu elektronów z ich dystrybucji jest nieznany. Tak więc przetestowano wiele różnych sposobów, a te, które odniosły sukces, znalazły się w dostępnym oprogramowaniu.
Większość takich sposobów – funkcjonałów – rozdziela energię systemu na kilka części. Niektóre z nich mogą być dokładnie znane, jak np. Energia oddziaływania elektron – jądro. Niektóre jednak nie są, na przykład energia interakcji elektron-elektron. Mimo to w fizyce teoretycznej rozważono kilka przypadków granicznych. W szczególności znana jest i była stosowana funkcja dla gazu elektronowego. Dało to początek tak znanemu przybliżeniu gęstości lokalnej. W wielu przypadkach działa z tolerancją.
Ciekawą opcją jest dodanie tak znanej dokładnej wymiany do miksu. Zasadniczo wymiana dokładna jest próbą ręcznego egzekwowania zasady Pauliego, tzn. Że dwa elektrony o tym samym spinie nie mogą zajmować tego samego miejsca. Problem polega na tym, że jego część jest już zawarta w podstawowym LDA, więc zwykle rozważa się element o zmniejszonej wadze, powiedzmy, 0,25.
Innym możliwym sposobem jest próba włączenia elementów zależnych od gęstości elektronów gradient, aby wiedzieć, że gęstość elektronów w cząsteczce zmienia się w zależności od punktu. Jest to znane jako podejście GGA.
B3lyp to funkcjonał, który obejmuje dokładną wymianę i poprawki GGA oprócz energii elektron-elektron i jądra elektronu. Masy części zostały dopasowane do odtworzenia geometrii zestawu testowego małych cząsteczek. Jako takie użycie b3lyp do obliczeń z cięższymi atomami jest wątpliwe.
Funkcjonały gęstości działają słabo, gdy interakcje dyspersji odgrywają znaczącą rolę, znane są również schematy korekcji myśli.
Dalsze szczegóły nie są dla Ciebie w tej chwili ważne. Jednak rozważ zakup jakiejś książki o DFT i ogólnie chemii kwantowej. Jeśli kiedykolwiek skończysz na „prawdziwej” chemii, może się to przydać, ponieważ artykuły z chemii obliczeniowej są obecne w dużych ilościach i często oferują znaczący wgląd.