Квантово-химические расчеты в программе Gaussian. Серба П.В - 10 стр.

UptoLike

10
Базисный набор
Базисный набор - набор функций, который используется для построения
молекулярных орбиталей, которые представляются как линейная комбинация
функций этого набора с определенными весами или коэффициентами
, (1.17)
Где:
- молекулярная орбиталь; - функции некоторого базисного набора
(базис). Коэффициенты разложения
, для =1, 2,..., , ( - число функций
базисного набора) – это - вариационные параметры, которые находятся путем
решения соответствующих уравнений самосогласованного поля. В
простейшем случае, в разложении
представляют собой волновые функции
атомных орбиталей, занятых электронами в основном состоянии. Такой
базисный набор называется минимальным базисом. Например, для атомов
второго периода таблицы Менделеева минимальным базисным набором будет
совокупность атомных орбиталей 1s, 2s, 2рx, 2рy и 2рz. Базис называется
расширенным, если он включает дополнительно атомные орбитали, не
занятые в основном состоянии атома.
Наиболее широкую известность
получили два типа базисных функцийатомные орбитали Слейтеровского
типа (Slater type orbital - STO) (1.10) и функции гауссова типа (Gaussian
functions — GF) (1.12).
Наиболее простой тип базисных наборов, включенных в существующие
квантовохимические программы, это наборы STO-nG (атомная орбиталь
Слейтеровского типа аппроксимируется n функциями гауссова типа). Это
означает, что каждая атомная орбиталь состоит из суммы n функций гауссова
типа, при
этом коэффициенты гауссовых функций подобраны таким образом,
чтобы их линейные комбинации приближенно описывали поведение
орбиталей Слейтеровского типа
()
()
rgd=r
kn,l
n
=k
knl,nl
αχ
1
. (1.18)
При проведении тестовых расчетов с использованием базисных наборов
STO-nG было показано, что при
3>n
результаты расчетов очень схожи.
Поэтому, широкое распространение получил минимальный базисный набор
STO-3G. Этот базис включает одну атомную орбиталь (1s) на атоме водорода,
пять функций на атомах второго периода от Li до Ne (1s, 2s, 2px, 2py, 2pz) и
девять - на атомах третьего периода от Na до Ar (1s, 2s, 2px, 2py, 2pz, 3s, 3px,
3py, 3pz).
Валентно-расщепленный базисный набор
Значение Слейтеровской экспоненты
ξ
определяет размер орбитали.
31
Линк 101 считывает задание, линки 102, 103 и 105 осуществляют
контроль оптимизации, которая выполняется методами ФлетчераПауэлла,
Берни и МэтагаСержента соответственно, и, наконец, линк 106
рассчитывает матрицу силовых постоянных методом конечных разностей.
Этот последний линк используется редко.
Оверлей 2. Оверлей 2 осуществляет расчет декартовых координат
нефиктивных атомов
в соответствии с Z-матрицей, прочитанной или
составленной оверлеем 1, ориентирует молекулу относительно центра масс
так, чтобы он находился в начале координат и определяет симметрию
молекулы (точечную группу). Информация о симметрии молекулы
используется в последующих оверлеях для экономии машинного времени при
расчете интегралов, определении симметрии молекулярных орбиталей и
электронного состояния и т.
д.
L202 Reorients coordinates, calculates symmetry, and checks variables
Переориентация координат, вычисления симметрии и проверка
переменных
Оверлей 3 включает 9 линков.
L301 Generates basis set information
Генерация набора базисных функций
L302 Calculates overlap, kinetic, and potential integrals
Вычисление интегралов перекрывания, кинетического и потенциала
L303 Calculates multipole integrals
Вычисление мультипольных интегралов
L308 Computes dipole velocity and Rx integrals
Вычисление скорости диполя и Rx-интегралов
L310 Computes spdf 2-electron integrals in a primitive fashion
Вычисление spdf двухцентровых интегралов в простейшем виде
L311 Computes sp 2-electron integrals
Вычисление sp двухцентровых интегралов
L314 Computes spdf 2-electron integrals
Вычисление spdf двухцентровых интегралов
L316 Prints 2-electron integrals
Печать двухцентровых интегралов
L319 Computes 1-electron integrals for approximate spin orbital coupling
Вычисление одноцентровых интегралов для приближения спин-
орбитальной связи
Линк 301 устанавливает набор базисных функций на каждом из атомов.
Тип базисного набора задается значением соответствующего ключевого
слова, определяющего один из внутренних базисных наборов, или путем