În clasa mea de chimie anorganică, am fost introduși în chimia de calcul. Ni se spune să folosim teoria B3LYP în program, dar nu am învățat niciodată vreun calcul. Ar putea cineva să explice pur și simplu ce este B3LYP și cum se încadrează în ecuația DFT care arată
$$ E _ {\ text {DFT}} [\ rho] = T_ {e} [\ rho] + V_ {ne} [\ rho] + J [\ rho] + E_ {xc} [\ rho] $$
Comentarii
- Uh, I credeți că ar trebui să luați un tutorial sau așa ceva. Aceste ' trebuie să fie prea largi.
- B3LYP vă oferă o expresie pentru corelația funcțională de schimb în ecuația energiei DFT. Pentru câteva detalii suplimentare acest ar putea fi de interes pentru dvs.
- Nu ' Chiar cred că este ' prea larg. Este ' destul de posibil să oferim un răspuns relativ scurt care să explice ce este o funcționalitate de corelare de schimb, subliniind că se referă la ultimul termen din acea ecuație de mai sus și vorbind puțin despre B3LYP în sine.
Răspuns
„Nivelul teoriei” este un cuvânt elegant pentru schema utilizată pentru a calcula energia unei molecule. Există destul de multe modalități de a face acest lucru, cele mai scump din punct de vedere al calculației. Cu toate acestea, destul de recent s-a dovedit că energia de stat depinde doar de distribuția densității electronilor, iar detaliile corelației mișcării electronilor sunt derivabile din distribuția menționată în întregime. Acest lucru a dat naștere la metode funcționale de densitate, unde în loc să se ia în considerare toate detaliile despre mișcarea electronilor, este luată în considerare doar densitatea electronilor. Teoretic acest lucru permite scăderea cerințelor de calcul de la a patra până la a șaptea (depinde de metoda utilizată) puterea numărului de funcții de bază la doar a treia putere a numărului menționat. Aceasta este o mare problemă.
Problema este că nu se cunoaște modul exact și universal de a obține energia unui sistem de electroni din distribuția lor. Astfel, au fost testate o mulțime de moduri variate, iar cele mai reușite au transformat-o în software disponibil.
Majoritatea acestor moduri – funcționale – împart energia sistemului în mai multe părți. Unele dintre ele pot fi cunoscute exact, cum ar fi energia interacțiunii electron-nucleu. Unele, însă, nu sunt, cum ar fi energia interacțiunii electron-electron. Cu toate acestea, mai multe cazuri de frontieră au fost luate în considerare în fizica teoretică. Mai exact, funcționalul pentru gazul electronic este cunoscut și a fost utilizat. Acest lucru a dat naștere la atât de cunoscută Aproximare a densității locale. Funcționează tolerabil în multe cazuri.
O opțiune interesantă este de a adăuga schimbul exact așa-cunoscut în mix. În esență, schimbul exact este o încercare de a pune în aplicare principiul Pauli cu mâna, adică doi electroni cu aceeași rotire nu pot ocupa același loc. Problema este că acea parte a acesteia este deja inclusă în LDA de bază, astfel încât membrul este de obicei considerat cu greutate redusă, să zicem, 0,25.
O altă modalitate posibilă este să încercați să includeți membri dependenți de densitatea electronilor. gradient, pentru a cunoaște că densitatea electronilor într-o moleculă variază de la punct la punct. Aceasta este cunoscută sub denumirea de abordare GGA.
B3lyp este un funcțional, care include schimbul exact și corecțiile GGA pe lângă energia LDA electron-electron și electron-nuclei. Greutățile pieselor au fost potrivite pentru a reproduce geometria unui set de teste de molecule mici. Ca atare, utilizarea b3lyp pentru calcule cu atomi mai grei este discutabilă.
Funcționalitățile de densitate au performanțe slabe atunci când interacțiunile de dispersie joacă un rol semnificativ, sunt cunoscute și schemele de corectare a gândirii.
Detalii suplimentare nu sunt importante pentru dvs. în acest moment. Cu toate acestea, luați în considerare să luați o carte despre DFT și chimia cuantică în general. Dacă veți ajunge vreodată la chimia „reală”, acest lucru ar fi util, întrucât lucrările de chimie computațională sunt prezente în număr mare și oferă adesea o perspectivă semnificativă.