¿Cuantificando la superposición electrónica?
Estoy tratando de entender cómo cuantificar la interacción / conducción / superposición electrónica entre dos núcleos de metal a diferentes distancias. Como alguien que trabaja principalmente con MD clásico y tiene menos experiencia en simulaciones de primeros principios, quería saber si los más experimentados podrían dar algunas recomendaciones sobre la simulación / software más apropiado para hacer esto, y el tipo de resultado que sería utilizado para cuantificar esto.
Respuestas
Recomiendo el uso del paquete Multiwfn . Este software es gratuito con las versiones de Windows / Linux. Utiliza la función de onda calculada a partir de otro software.
Desde el sitio:
En pocas palabras, Multiwfn puede realizar análisis de función de onda basados en archivos de salida de casi todos los programas de química cuántica conocidos, como Gaussian, ORCA, GAMESS-US, Molpro, NWChem, Dalton, xtb, PSI4, Molcas, Q-Chem, MRCC, deMon2k, Firefly, CFour, Turbomole ...
Esto implica que debe configurar sus cálculos usando uno de los programas anteriores y luego usar Multiwfn para ejecutar el análisis que desea.
Algunos de los análisis que puede hacer:
- Análisis de topología para cualquier función espacial real, como densidad de electrones (análisis AIM), Laplaciano, ELF, LOL, potencial electrostático, etc. Los puntos críticos (CP) se pueden ubicar, se pueden generar rutas de topología y superficies entre cuencas, y luego se pueden visualizar directamente en una ventana GUI 3D o trazarse en un mapa plano. El valor de varias funciones espaciales reales se puede calcular en puntos críticos o a lo largo de rutas de topología. Las propiedades de CP se pueden descomponer como contribuciones orbitales.
- Análisis de población. Hirshfeld, Hirshfeld-I, VDD, Mulliken, Löwdin, Mulliken modificado (incluidos tres métodos: SCPA, Stout & Politzer, Bickelhaupt), Becke, ADCH (momento dipolar atómico corregido en Hirshfeld), CM5, CHELPG, Merz-Kollmann, RESP (restringido Potencial electrostático), RESP2, AIM (átomos en moléculas), EEM (método de ecualización de electronegatividad) y PEOE (Gasteiger) son compatibles. La energía de interacción electrostática de dos fragmentos dados se puede calcular en función de las cargas atómicas.
- Análisis de composición orbital. Se admiten los métodos Mulliken, Stout & Politzer, SCPA, Hirshfeld, Hirshfeld-I, Becke, orbital atómico natural (NAO) y AIM para obtener la composición orbital. El índice de deslocalización orbital (ODI) se puede generar para cuantificar el grado de deslocalización espacial de los orbitales.
- Trazado de densidad de estados de población total, parcial y superpuesta (TDOS, PDOS, OPDOS) y MO-PDOS. Se pueden definir de forma muy flexible y cómoda hasta 10 fragmentos. El DOS local (LDOS) también se puede trazar para un punto como mapa de curvas o para una línea como mapa de colores. Además, el trazado del espectro de fotoelectrones (PES) basado en el teorema (generalizado) de Koopmans es totalmente compatible.
- Analizar funciones espaciales reales en espacios atómicos difusos (definidos por particiones Becke, Hirshfeld o Hirshfeld-I). Estas cantidades se pueden calcular: Integral de funciones espaciales reales en espacios atómicos o en la región de superposición entre espacios atómicos, momentos dipolares y multipolares de átomo / fragmento / molécula, matriz de superposición atómica (AOM), índices de localización y deslocalización (LI, DI), núcleo de respuesta lineal condensada, DI multicéntrico, así como cuatro índices de aromaticidad, a saber, FLU, FLU-pi, PDI e índice teórico de la información.
... y muchos más.
Por los "núcleos metálicos", si te refieres a la superposición de funciones de onda de electrones de iones metálicos separados por una distancia, entonces, en principio, puedes usar Quantum ESPRESSO para obtener algunas ideas. Puede definir un archivo CIF con los iones separados a diferentes distancias entre sí y visualizar la densidad electrónica.
Además de Quantum ESPRESSO, también puede utilizar CP2K para crear imágenes STM en modo de conducción. No estoy muy seguro de esto último, pero vale la pena intentarlo.
Espero que esto ayude :)