Разделы презентаций


1 Лекции по квантовой химии Базисные наборы атомных орбиталей МЕТОД ССП МО

Содержание

Лекции по квантовой химииБазисные наборы атомных орбиталейКак выглядят атомные орбитали?Орбитали S-типа атома водорода

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Лекции по квантовой химии
Базисные наборы атомных орбиталей
МЕТОД ССП МО ЛКАО
МО


 АО
Уравнения Хартри-Фока-Рутаана
Но! Что из себя

представляют АО ??

Детерминант Слэтера

Лекции по квантовой химииБазисные наборы атомных орбиталейМЕТОД ССП МО ЛКАОМО     АОУравнения  Хартри-Фока-РутаанаНо!

Слайд 2Лекции по квантовой химии
Базисные наборы атомных орбиталей
Как выглядят атомные орбитали?
Орбитали

S-типа атома водорода

Лекции по квантовой химииБазисные наборы атомных орбиталейКак выглядят атомные орбитали?Орбитали S-типа атома водорода

Слайд 3Атомные орбитали Слэтера-Зенера:

– нормировочный множитель

– орбитальная экспонента

n* – эффективное главное квантовое

число
(Z – Sэкр) – эффективный заряд ядра
Sэкр – константа экранирования


n 1 2 3 4 5 6
n* 1 2 3 3.7 4 4.2

Sэкр
(1s) (2s2p) (3s3p)

(3d) (4s4p) (4d) (4f) (5s5p) ...

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Атомные орбитали Слэтера-Зенера:	– нормировочный множитель		– орбитальная экспонентаn*		– эффективное главное квантовое число(Z – Sэкр)	– эффективный заряд ядраSэкр		– константа

Слайд 4Недостатки АО Слэтера-Зенера:
Используют только основной член полинома Лягерра.
Неортогональны по главному

квантовому числу.
Плохо описывают хартри-фоковские АО вблизи (или, наоборот при удалении

от) ядра.
Дубль-дзета базис АО

Главный недостаток:

Интегралы перекрывания АО Слэтера-Зенера трудно вычисляются!!

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Недостатки АО Слэтера-Зенера:Используют только основной член полинома Лягерра.Неортогональны по главному квантовому числу.Плохо описывают хартри-фоковские АО вблизи (или,

Слайд 5Атомные орбитали гауссова типа:

+: Легко вычисляются интегралы перекрывания ОГТ;
-: Необходимо

несколько ОГТ для хорошего описания АО

Например, орбиталь px, составленная из

четырех гауссовых примитивных функций :

Величины k зависят от природы атома и главного квантового числа

5D 7F 6D 10F

gxy, gyz, gxz, gxy, gyz, gxz,
gx2-y2, gz2-r2. gx2, gy2, gz2.

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Атомные орбитали гауссова типа:+: Легко вычисляются интегралы перекрывания ОГТ;-: Необходимо несколько ОГТ для хорошего описания АОНапример, орбиталь

Слайд 6Минимальные STO-KG базисные наборы

, K = 2, 3, 4,

5, 6
STO-3G результаты:
CH4: r(C-H) = 1.083 (1.092,  = 0.009)
SiH4: r(Si-H)

= 1.422 (1.481,  = 0.059)
GeH4: r(Ge-H) = 1.431 (1.525,  = 0.094)
C2H6: r(C-C) = 1.538 (1.531,  = 0.007)
C2H4: r(C-C) = 1.306 (1.339,  = 0.033)
C2H2: r(C-C) = 1.168 (1.203,  = 0.035)
Недостатки:
1. Жесткость базисного набора
2. Сферическое распределение е‑плотности

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Минимальные STO-KG базисные наборы   ,		K = 2, 3, 4, 5, 6STO-3G результаты:CH4: r(C-H) = 1.083 (1.092,

Слайд 7Валентно расщепленные M-NPG базисные наборы

сжатая s диффузная s гибкая s
Внутренняя:
Валентная сжатая:

Валентная диффузная: P = 1.
3-21G результаты:
CH4: r(C-H) = 1.083 (1.092,

 = 0.009)
SiH4: r(Si-H) = 1.487 (1.481,  = 0.006)

M = 3, 4, 5, 6

N = 2, 3

Например,
для Na – Ar:

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Валентно расщепленные M-NPG базисные наборысжатая s	диффузная s	гибкая sВнутренняя:	Валентная сжатая:  Валентная диффузная: P = 1.3-21G результаты:CH4: r(C-H)

Слайд 8Поляризационные базисные наборы

Результаты:
Часто используемые поляризационные базисные наборы:
3-21G*
6-31G(d) (6-31G*)
6-31G(d,p) (6-31G**)
6-311G(d,p) (6-311G**)
6-311G(2d,p)
6-311(3df,2p)
поляризованная функция
Базисные наборы атомных

орбиталей
Лекции по квантовой химии
6-31G(d) – для большинства органических соединений обеспечивает хорошее вос- произведение

геометрических параметров!!!
Поляризационные базисные наборыРезультаты:Часто используемые поляризационные базисные наборы:3-21G*6-31G(d)		(6-31G*)6-31G(d,p)		(6-31G**)6-311G(d,p)	(6-311G**)6-311G(2d,p)6-311(3df,2p)поляризованная функцияБазисные наборы атомных орбиталейЛекции по квантовой химии6-31G(d) – для большинства

Слайд 9Диффузные функции

Выводы:
1. Для описания АО используют два типа орбиталей: слэтерова

и гауссова типа.
2. ОСТ неудобны в вычислении интегралов, используются в

полуэмпирических методах.
3. Необходимо несколько ОГТ для хорошего описания АО, они используются в неэмпирических расчетах.
4. Классификация базисных наборов включает минимальные, валентно-расщепленные, поляризационные и диффузные базисные наборы.

6-31+G(d) 6-31++G(d,p)
6-311+G(d,p) 6-311++G(3df,2p)

Расчет энергии депрото-нирования, ккал/моль

Типичные базисные наборы с диффузными функциями

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Диффузные функцииВыводы:1. Для описания АО используют два типа орбиталей: слэтерова и гауссова типа.2. ОСТ неудобны в вычислении

Слайд 10 $BASIS group (optional)

GBASIS = Name of the

Gaussian basis set.
= STO - Pople's STO-NG minimal basis set.
Available H-Xe, for NGAUSS=2,3,4,5,6.
= N21 - Pople's N-21G split valence basis set.
Available H-Xe, for NGAUSS=3.
= N31 - Pople's N-31G split valence basis set.
Available H-Ar, for NGAUSS=6.
For Ga-Kr, N31 selects the BC basis.
= N311 - Pople's "triple split" N-311G basis set.
Available H-Ne, for NGAUSS=6.
Selecting N311 implies MC for Na-Ar.
NGAUSS = the number of Gaussians (N). This parameter pertains
only to GBASIS=STO, N21, N31, or N311.
NDFUNC = number of heavy atom polarization functions to be used.
The term "heavy" means Na on up when GBASIS=STO, or N21,
and from Li on up otherwise. The value may not exceed 3.
NFFUNC = number of heavy atom f type polarization functions to be
used on Li-Cl. This may only be input as 0 or 1.
(default=0)
NPFUNC = number of light atom, p type polarization functions to be
used on H-He. This may not exceed 3. (default=0)
DIFFSP = flag to add diffuse sp (L) shell to heavy atoms.
Heavy means Li-F, Na-Cl, Ga-Br, In-I, Tl-At.
The default is .FALSE.
DIFFS = flag to add diffuse s shell to hydrogens.
The default is .FALSE.

Как определить базисный набор в программе GAMESS?

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

$BASIS group     (optional)     GBASIS =

Слайд 11 Standard basis: STO-3G (5D, 7F)


***************************************************************************************************************************************
* ATOMIC CENTER * ATOMIC ORBITAL * GAUSSIAN FUNCTIONS *
***************************************************************************************************************************************
* * FUNCTION SHELL SCALE * *
* ATOM X-COORD Y-COORD Z-COORD * NUMBER TYPE FACTOR * EXPONENT S-COEF P-COEF D-COEF F-COEF *
***************************************************************************************************************************************
* N 0.00000 0.00000 1.26072 *
+ 1 S 6.67
+ 0.222766D+01 0.154329D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.405771D+00 0.535328D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.109818D+00 0.444635D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 2- 5 SP 1.95 *
+ 0.994203D+00 -.999672D-01 0.155916D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.231031D+00 0.399513D+00 0.607684D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.751386D-01 0.700115D+00 0.391957D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*
* C 0.00000 0.00000 -0.96916 *
+ 6 S 5.67
+ 0.222766D+01 0.154329D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.405771D+00 0.535328D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.109818D+00 0.444635D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 7- 10 SP 1.72 *
+ 0.994203D+00 -.999672D-01 0.155916D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.231031D+00 0.399513D+00 0.607684D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.751386D-01 0.700115D+00 0.391957D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*
* H 0.00000 0.00000 -3.01006 *
+ 11 S 1.24
+ 0.222766D+01 0.154329D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.405771D+00 0.535328D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.109818D+00 0.444635D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
***************************************************************************************************************************************

Примеры различных базисных наборов

#P HF/STO-3G GFPrint

Например, px орбиталь атома углерода описывается функцией:

px(C)=0.16xexp(-0.99r2)+0.61xexp(-0.23r2)+0.39xexp(-0.08r2)

Молекула HCN

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Standard basis: STO-3G (5D, 7F)

Слайд 12 Standard basis: 6-31G(d) (6D, 7F)


***************************************************************************************************************************************
* ATOMIC CENTER * ATOMIC ORBITAL * GAUSSIAN FUNCTIONS *
***************************************************************************************************************************************
* * FUNCTION SHELL SCALE * *
* ATOM X-COORD Y-COORD Z-COORD * NUMBER TYPE FACTOR * EXPONENT S-COEF P-COEF D-COEF F-COEF *
***************************************************************************************************************************************
* N 0.00000 0.00000 1.26072 *
+ 1 S 1.00
+ 0.417351D+04 0.183477D-02 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.627458D+03 0.139946D-01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.142902D+03 0.685866D-01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.402343D+02 0.232241D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.128202D+02 0.469070D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.439044D+01 0.360455D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 2- 5 SP 1.00 *
+ 0.116264D+02 -.114961D+00 0.675797D-01 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.271628D+01 -.169117D+00 0.323907D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.772218D+00 0.114585D+01 0.740895D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 6- 9 SP 1.00 *
+ 0.212031D+00 0.100000D+01 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00
* 10- 15 6D 1.00 *
+ 0.800000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.100000D+01 0.000000D+00
*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*
* C 0.00000 0.00000 -0.96916 *
+ 16 S 1.00
+ 0.304752D+04 0.183474D-02 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.457370D+03 0.140373D-01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.103949D+03 0.688426D-01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.292102D+02 0.232184D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.928666D+01 0.467941D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.316393D+01 0.362312D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 17- 20 SP 1.00 *
+ 0.786827D+01 -.119332D+00 0.689991D-01 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.188129D+01 -.160854D+00 0.316424D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.544249D+00 0.114346D+01 0.744308D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 21- 24 SP 1.00 *
+ 0.168714D+00 0.100000D+01 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00
* 25- 30 6D 1.00 *
+ 0.800000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.100000D+01 0.000000D+00
*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*
* H 0.00000 0.00000 -3.01006 *
+ 31 S 1.00
+ 0.187311D+02 0.334946D-01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.282539D+01 0.234727D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.640122D+00 0.813757D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 32 S 1.00 *
+ 0.161278D+00 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
***************************************************************************************************************************************

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Standard basis: 6-31G(d) (6D, 7F)

Слайд 13 Standard basis: 3-21+G (6D, 7F)


***************************************************************************************************************************************
* ATOMIC CENTER * ATOMIC ORBITAL * GAUSSIAN FUNCTIONS *
***************************************************************************************************************************************
* * FUNCTION SHELL SCALE * *
* ATOM X-COORD Y-COORD Z-COORD * NUMBER TYPE FACTOR * EXPONENT S-COEF P-COEF D-COEF F-COEF *
***************************************************************************************************************************************
* N 0.00000 0.00000 1.26072 *
+ 1 S 1.00
+ 0.242766D+03 0.598657D-01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.364851D+02 0.352955D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.781449D+01 0.706513D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 2- 5 SP 1.00 *
+ 0.542522D+01 -.413301D+00 0.237972D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.114915D+01 0.122442D+01 0.858953D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 6- 9 SP 1.00 *
+ 0.283205D+00 0.100000D+01 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00
* 10- 13 SP 1.00 *
+ 0.639000D-01 0.100000D+01 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00
*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*
* C 0.00000 0.00000 -0.96916 *
+ 14 S 1.00
+ 0.172256D+03 0.617669D-01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.259109D+02 0.358794D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 0.553335D+01 0.700713D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 15- 18 SP 1.00 *
+ 0.366498D+01 -.395897D+00 0.236460D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.770545D+00 0.121584D+01 0.860619D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 19- 22 SP 1.00 *
+ 0.195857D+00 0.100000D+01 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00
* 23- 26 SP 1.00 *
+ 0.438000D-01 0.100000D+01 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00
*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*
* H 0.00000 0.00000 -3.01006 *
+ 27 S 1.10
+ 0.450180D+01 0.156285D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
* 0.681444D+00 0.904691D+00 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00*
* 28 S 1.10 *
+ 0.151398D+00 0.100000D+01 0.000000D+00 0.000000D+00 0.000000D+00
***************************************************************************************************************************************

Например, px орбиталь атома углерода описывается функцией:

px(C)=0.236xexp(-3.665r2)+0.861xexp(-0.771r2)+ сжатая часть
+xexp(-0.196r2) диффузная часть
+’xexp(-0.0438r2) диффузная функция

Базисные наборы атомных орбиталей

Лекции по квантовой химии

Standard basis: 3-21+G (6D, 7F)

Слайд 14RHF расчеты норборнана
Базисные наборы атомных орбиталей
Лекции по квантовой химии

RHF расчеты норборнанаБазисные наборы атомных орбиталейЛекции по квантовой химии

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика