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端羟基聚丁二烯与异氰酸酯反应的计算研究(6)

时间:2017-06-01 12:58来源:毕业论文
在Dmol3和Gaussian 软件 中,常用到的局域密度关联函数有VWN、PWC等。由于LDA是建立在理想的均匀电子气模型基础上,而实际原子或分子体系的电子密度是非均


在Dmol3和Gaussian软件中,常用到的局域密度关联函数有VWN、PWC等。由于LDA是建立在理想的均匀电子气模型基础上,而实际原子或分子体系的电子密度是非均匀的,所以通常采用LDA近似计算得到的原子或分子的化学性质往往不能满足化学家的要求。
对LDA的进一步改进,就需要考虑电子密度的非均匀性,这一般是通过在交换相关能泛函中引入电子密度的梯度 来完成,即构造广义梯度近似(GGA)泛函。1988年Becke提出的交换能函数的具体形式为:
                       (2.18)
其中 称为约化梯度,是一个无量纲的量,β = 0.0042 hartree。
一个常用的相关能函数LYP是Lee,Yang和Parr在1988年提出的,其具体形式为:
  (2.19)
其中,a、b、c、d拟合He原子得到的参数:a = 0.04918,b = 0.312,c = 0.2533,d = 0.349; ,tw是定域Weizsacker动能密度: 。
在我们常用的计算软件如Gaussian,Dmol3和CASTEP中,常见的GGA交换关联势有PW91、PBE等。与LDA相比较,GGA大大提高了原子的交换能和相关能的计算精度。
另外,一种很常用的交换相关能泛函是把Hartree-Fock交换能与近似交换相关能密度泛函按一定的比例混合,例如“一半对一半(half and half)”泛函,其表达式可以写为:
                                             (2.20)
杂化型的密度泛函方法可统一地归为一类,叫绝热关联方法(Adiabatic Connection Method, ACM)。属于这一类有B3P、B3LYP、B1B95、B97、B98等,其中实践中最流行的是B3LYP方法,这种泛函的具体形式如下:
                   (2.21)
在Gaussian03中,B3LYP具有如下的形式:
               (2.22)
其中常数A = 0.80,B = 0.72,C = 0.81是通过拟合G2测试组得到的。
DFT方法由于其相对较高计算精度(与HF方法相比)和比从头计算post-HF方法快得多的计算速度受到广泛青睐,目前发展很快,使用也越来越广泛。DFT方法已被广泛应用在计算化学的各个领域,尤其是用于研究各种团簇体系、化学反应体系及表面反应等。但DFT方法本身尚存在一些限制。由于无法从理论上确定精确的XC交换-相关作用函数形式,各种含经验参数的XC函数尚在不断发展之中。还应该注意的是,DFT方法对某些体系的相对能量计算结果有时并不可靠。因此,在DFT方法继续发展完善的过程中,核心的问题是构建具有普适性、非经验性的XC函数或通过大量模型化合物优化确立能量泛函中的参数,从而对中等和较大体系提供以满足化学和物理精度要求的计算结果。
2.4 基组
基函数(基组)是体系内轨道的数学描述。大多数程序都使用一组原子轨道的线性组合(LCAO)来构造分子轨道,即
                              (2.23)
其中,cµi为分子轨道组合系数, 为原子轨道基函数集合。
STO-KG基组,即用K个GTO拟合一个STO,再用一个STO拟合一个原子轨道,也称极小基,K = 3~6。其中STO-3G是最常用的极小基。由于极小基STO-KG对每一类价轨道都使用相同的GTO基函数来描述,所以不能灵活地描述价轨道的电子分布。提高基组灵活性的最简单方法是增加基函数的个数。如果只是增加价层的基函数个数,这种基组称为价层分裂基。通常使用的价层分裂基有3-21G和6-31G。例如,在6-31G中,内层轨道用6个GTO拟合1个STO,外层价轨道由两个基函数来描述,每个基函数分别由3个和1个GTO来拟合。 端羟基聚丁二烯与异氰酸酯反应的计算研究(6):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_8256.html
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