二阶多参考态微扰理论计算电子亲和势

doi:10.3866/PKU.WHXB201508201

摘要/Abstract

摘要：

采用二阶多参考微扰理论计算了F, Cl, OH, SH, CN, CH₂和NH₂的电子亲和势.另外,还考察了基函数和完全活性空间大小对电子亲和势精度的影响.通过和CASSCF, CASPT2, CCSD, CCSD(T), B3LYP, X3LYP, M06, HCTH, TPSS, B97D3, mPW2PLYP和B2PLYP的计算结果比较发现,针对目前所用的基函数,二阶多参考态微扰理论的总体计算效果是最好的.

关键词: 电子亲和势, 多参考态微扰理论, 基函数, 完全活性空间

Abstract:

Electron affinities of F, Cl, OH, SH, CN, CH₂, and NH₂ have been computed with the second order multireference perturbation theory. The effects of basis set and size of the complete active space on accuracy of electron affinity have also been investigated. The results are compared with calculations performed with CASSCF, CASPT2, CCSD, CCSD(T), B3LYP, X3LYP, M06, HCTH, TPSS, B97D3, mPW2PLYP, and B2PLYP. The overall performance of the second order multireference perturbation theory is best at the level of basis sets used in this study.

Key words: Electron affinity, Multireference perturbation theory, Basis set, Complete active space

范志辉,陈飞武. 二阶多参考态微扰理论计算电子亲和势[J]. 物理化学学报, 2015, 31(11), 2064-2076. doi: 10.3866/PKU.WHXB201508201

Zhi-Hui. FAN,Fei-Wu. CHEN. Computation of Electron Affinities with the Second Order Multireference Perturbation Theory[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2015, 31(11), 2064-2076. doi: 10.3866/PKU.WHXB201508201

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201508201

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2015/V31/I11/2064

参考文献

1	Chen, F. W. Computaional Method in Quantum Chemistry; Science Press: Beijing, 2008; pp 70-72.
1	陈飞武.量子化学中的计算方法.北京:科学出版社, 2008: 70-72.
2	Feng X. J. ; Li Q. S. Acta Phys. -Chim. Sin 2004, 20, 1172.
2	封学军; 李前树. 物理化学学报, 2004, 20, 1172.
3	Huang J. G. ; Shi T. Q. ; Luo Q. Y. Acta Chim. Sin 2004, 62, 236.
3	黄俭根; 施踏青; 罗秋艳. 化学学报, 2004, 62, 236.
4	Li H. X. ; Tang H. A. ; Yang S. ; Xiao T. Acta Phys. -Chim. Sin 2007, 23, 1781.
4	李会学; 唐惠安; 杨声; 萧泰. 物理化学学报, 2007, 23, 1781.
5	Ding X. L. ; Wu J. M. ; Xu X. ; Chem. J. Chin. Univ 2008, 29, 396.
5	丁秀丽; 吴剑鸣; 徐昕. 高等学校化学学报, 2008, 29, 396.
6	Peach M. J. G. ; Proft F. D. ; Tozer D. J. J. Phys. Chem. Lett 2010, 1, 2826.
7	Li W. W. ; Hou R. B. ; Sun Y. L. Acta Phys. -Chim. Sin 2010, 26, 2772.
7	李伟伟; 侯若冰; 孙彦丽. 物理化学学报, 2010, 26, 2772.
8	Borgoo A. ; Tozer D. J. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 5497.
9	Wei M. J. ; Jia D. Q. ; Chen F. W. Acta Phys. -Chim. Sin 2013, 29, 1441.
9	韦美菊; 贾德强; 陈飞武. 物理化学学报, 2013, 29, 1441.
10	Fu R. ; Lu T. ; Chen F. W. Acta Phys. -Chim. Sin 2014, 30, 628.
10	付蓉; 卢天; 陈飞武. 物理化学学报, 2014, 30, 628.
11	Cave R. J. ; Davidson E. R. J. Chem. Phys 1988, 88, 5770.
12	Andersson K. ; Malmqvist P. A. ; Roos B. O. J. Chem. Phys 1992, 96, 1218.
13	Hirao K. Chem. Phys. Lett 1992, 190, 374.
14	Hirao K. Chem. Phys. Lett 1992, 196, 397.
15	Kozlowski P. W. ; Davidson E. R. J. Chem. Phys 1994, 100, 3672.
16	Kozlowski P. W. ; Davidson E. R. Chem. Phys. Lett 1994, 226, 440.
17	Hoffmann M. R. J. Phys. Chem 1996, 100, 6125.
18	Mahapatra U. S. ; Datta B. ; Mukherjee D. J. Phys. Chem . A 1999, 103, 1822.
19	Khait Y. G. ; Song J. ; Hoffmann M. R. J. Chem. Phys 2002, 117, 4133.
20	Wang Y. B. ; Gang Z. T. ; Su K. H. ; Wen Z. Y. Scientia Sinica Chimica 2000, 30, 543.
20	王育彬; 甘正汀; 苏克和; 文振翼. 中国科学:化学, 2000, 30, 543.
21	Angeli C. ; Cimiraglia R. ; Evangelisti S. ; Leininger T. ; Malrieu J. P. J. Chem. Phys 2001, 114, 10252.
22	Angeli C. ; Bories B. ; Cavallini A. ; Cimiraglia R. J. Chem. Phys 2006, 124, 054108.
23	Chen F. ; Davidson E. R. ; Iwata S. Int. J. Quantum Chem 2002, 86, 256.
24	Rolik Z. ; Szabados Á . ; Surján P. R. J. Chem. Phys 2003, 119, 1922.
25	Szabados A. ; Rolik Z. ; Tó th G. ; Surján P. R. J. Chem. Phys 2005, 122, 114104.
26	Chen F. Sci. China-Chem 2007, 50, 483.
27	Chen F. W. Acta Phys. -Chim. Sin 2007, 23, 1360.
27	陈飞武. 物理化学学报, 2007, 23, 1360.
28	Fink R. F. Chem. Phys 2009, 356, 39.
29	Chen Z. ; Song J. ; Shaik S. ; Hiberty P. C. ; Wu W. J. Phys. Chem. A 2009, 113 1156, 0
30	Chen F. J. Chem. Theory Comput 2009, 5, 931.
31	Chen F. ; Wei M. ; Liu W. Sci. China-Chem 2011, 54, 446.
32	Kobayashi M. ; Szabados Á . ; Nakai H. ; Surján P. R. J. Chem. Theory Comput 2010, 6, 2024.
33	Mao S. ; Cheng L. ; Liu W. ; Mukherjee D. J. Chem. Phys 2012, 136, 024105.
34	Mao S. ; Cheng L. ; Liu W. ; Mukherjee D. J. Chem. Phys 2012, 136, 024106.
35	Chen Z. ; Hoffmann M. R. J. Chem. Phys 2012, 137, 014108.
36	Lei Y. ; Wang Y. ; Han H. ; Song Q. ; Suo B. ; Wen Z. J. Chem. Phys 2012, 137, 144102.
37	Xu E. ; Li S. J. Chem. Phys 2013, 139, 174111.
38	Chen F. ; Fan Z. J. Comput. Chem 2014, 135, 121.
39	Liu W. ; Hoffmann M. R. Theor. Chem. Acc 2014, 133, 1481.
40	Chen Z. ; Chen X. ; Ying F. ; Gu J. ; Zhang H. ; Wu W. J. Chem. Phys 2014, 141, 134118.
41	Roos B. ; Taylor P. ; Siebahn P. Chem. Phys 1980, 48, 157.
42	Cizek J. Adv. Chem. Phys 1969, 14, 35.
43	Purvis G. D. ; Bartlett R. J. J. Chem. Phys 1982, 76, 1910.
44	Scuseria G. E. ; Janssen C. L. ; Schaefer H. F. III. J. Chem. Phys 1988, 89, 7382.
45	Scuseria G. E. ; Schaefer ; H. F. III. J. Chem. Phys 1989, 90, 3700.
46	Pople J. A. ; Head-Gordon M. ; Raghavachari K. J. Chem. Phys 1987, 87, 5968.
47	Becke A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
48	Beck A. D. J. Chem. Phys 1993, 98, 5648.
49	Lee C. ; Yang W. ; Parr R. G. Phys. Rev. B 1998, 37, 785.
50	Xu X. ; Goddard ; W. A. III. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 2014, 101 (2673)
51	Zhao Y. ; Truhlar D. G. Theor. Chem. Acc 2008, 120, 215.
52	Hamprecht F. A. ; Cohen A. J. ; Tozer D. J. ; Handy N. C. J. Chem. Phys 1998, 109, 6264.
53	Tao J. ; Perdew J. ; Staroverov V. ; Scuseria G. Phys. Rev. Lett 2003, 91, 146401.
54	Grimme S. ; Ehrlich S. ; Goerigk L. J. Comp. Chem 2006, 27, 1787.
55	Grimme S. J. Chem. Phys 2006, 124, 034108.
56	Schwabe T. ; Grimme S. Phys. Chem. Chem. Phys 2006, 8, 4398.
57	Dunning T. H. J. Chem. Phys 1989, 90, 1007.
58	Woon D. E. ; Dunning T. H. J. Chem. Phys 1993, 98, 1358.
59	Schmidt M. W. ; Baldridge K. K. ; Boatz J. A. ; Elbert S. T. ; Gordon M. S. ; Jensen J. H. ; Koseki S. ; Natsunaga N. ; Nguyen K. A. ; Su S. J. ; Windus T. L. ; Dupuis M. ; Montgomery J. A. J. Comput. Chem 1993, 14, 1347.
60	Frisch M. J. ; Trucks G. W. ; Schlegel H. B. Gaussian 09W RevisionD..01; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2009.
61	Werner, H. J.; Knowles, P. J.; Lindh, R.; MAnby, F. R.; Schü tz, M. et al. Molpro, 2009.1 , a Package of ab initio Programs; See http://www.molpro.net.
62	Adamowicz L. ; Bartlett R. J. Chem. Phys 1986, 84, 6837.
63	Pople J. A. ; Head-Gordon M. ; Fox D. J. ; Raghavachari K. ; Curtiss L. A. J. Chem. Phys 1989, 90, 5622.
64	Blondel C. ; Cacciani P. ; Delsart C. ; Trainham R. Phys. Rev. A 1989, 40, 3698.
65	Curtiss L. A. ; Raghavachari K. ; Trucks G. W. ; Trucks G. W. ; Pople J. A. J. Chem. Phys 1991, 94, 7221.
66	Gill P. M. W. ; Johnson B. G. ; Pople J. A. ; Frisch M. J. Chem. Phys. Lett 1992, 197, 499.
67	Yeager D. L. ; Nichols J. A. ; Golab J. T. J. Chem. Phys 1992, 97, 8441.
68	Ortiz J. V. Chem. Phys. Lett 1998, 296, 494.
69	Jana D. ; Datta D. ; Mukherjee D. Chem. Phys 2006, 329, 290.
70	Yoshida T. ; Mizushima Y. ; Iguchi K. J. Chem. Phys 1988, 89, 5815.
71	Hotop H. ; Lineberger W. C. J. Phys. Chem. Ref. Data 1975, 4, 539.
72	Huber K. P. ; Herzberg G. Molecular Spectra and Molecular Structure IV: Constants of Diatomic Molecules New York: Van Nostrand Reinhold, 1979.
73	Schulz P. A. ; Mead R. D. ; Jones P. L. ; Linebergert W. C. J. Chem. Phys 1982, 77, 1153.
74	Proft F. D. ; Geerlings P. J. Chem. Phys 1997, 106, 3270.
75	Frenking G. ; Koch W. J. Chem. Phys 1986, 84, 3224.
76	Steiner B. J. Chem. Phys 1968, 49, 5097.
77	Berkowitz J. ; Chupka W. A. ; Walter T. A. J. Chem. Phys 1969, 50, 1497.
78	Noro T. ; Yoshimine M. J. Chem. Phys 1989, 91, 3012.
79	Leopold D. G. ; Murray K. K. ; Stevens-Miller A. E. ; Lineberge W. C. J. Chem. Phys 1985, 83, 4849.
80	Feller D. ; McMurchie L. E. ; Borden W. T. ; Davidson E. R. J. Chem. Phys 1982, 77, 6134.
81	Wickham-Jones C. T. ; Ervin K. M. ; Ellison G. B. ; Lineberge W. C. J. Chem. Phys 1989, 91, 2762.
82	Merchan M. ; Roos B. O. Chem. Phys. Lett 1991, 184, 346.

[1]	孙涛, 王一波. 用GGA密度泛函及其长程、色散校正方法计算各类氢键的结合能[J]. 物理化学学报, 2011, 27(11): 2553 -2558 .
[2]	李伟伟, 侯若冰, 孙彦丽. 气相中疏水氨基酸的单电子氧化还原性质[J]. 物理化学学报, 2010, 26(10): 2772 -2778 .
[3]	陈飞武. 多参考态微扰理论大小一致性的数值研究[J]. 物理化学学报, 2007, 23(09): 1360 -1364 .
[4]	封学军;李前树. 全氟代金刚烷及其自由基的理论研究[J]. 物理化学学报, 2004, 20(09): 1172 -1174 .
[5]	王珺;郭迎春;杨晓华;吴升海;刘煜炎;陈扬骎. CASSCF方法对H₂O^＋激发态势能面的研究[J]. 物理化学学报, 2004, 20(08): 877 -881 .
[6]	汪朝存, 哈成勇, 姚思德. 茶多酚类化合物的单电子还原电位[J]. 物理化学学报, 1998, 14(11): 1020 -1024 .
[7]	樊晓伟, 周少杰, 张庆祥, 邓景康, 郑延友, 高乃飞, 陈学俊. 精确的甲烷分子价轨道的电子动量谱学研究[J]. 物理化学学报, 1998, 14(06): 573 -576 .