Quantifier le chevauchement électronique?

Question

J'essaie de comprendre comment quantifier l'interaction / conduction / chevauchement électronique entre deux noyaux métalliques à des distances variables. En tant que personne travaillant principalement avec la médecine classique et ayant moins d'expérience dans les simulations de principes fondamentaux, je voulais savoir si les plus expérimentés pouvaient donner des recommandations sur la simulation / logiciel le plus approprié pour le faire, et le type de sortie qui utilisé pour quantifier cela.

Answer 1

Je recommande l'utilisation du package Multiwfn . Ce logiciel est gratuit avec les versions Windows / Linux. Il utilise la fonction d'onde calculée à partir d'autres logiciels.

Depuis le site:

En bref, Multiwfn peut effectuer des analyses de fonction d'onde basées sur le fichier de sortie de presque tous les programmes de chimie quantique bien connus, tels que Gaussian, ORCA, GAMESS-US, Molpro, NWChem, Dalton, xtb, PSI4, Molcas, Q-Chem, MRCC, deMon2k, Firefly, CFour, Turbomole ...

Cela implique que vous devez configurer vos calculs à l'aide de l'un de ces logiciels ci-dessus, puis utiliser Multiwfn pour exécuter l'analyse souhaitée.

Certaines des analyses qu'il est capable de faire:

• Analyse de la topologie pour toute fonction d'espace réel, telle que la densité électronique (analyse AIM), laplacien, ELF, LOL, le potentiel électrostatique, etc. Des points critiques (CP) peuvent être localisés, des chemins de topologie et des surfaces interbases peuvent être générés, puis ils peuvent être directement visualisés dans une fenêtre GUI 3D ou être tracés dans une carte plane. La valeur de diverses fonctions d'espace réel peut être calculée à des points critiques ou le long des chemins de topologie. Les propriétés CP peuvent être décomposées en contributions orbitales.
• Analyse de la population. Hirshfeld, Hirshfeld-I, VDD, Mulliken, Löwdin, Modified Mulliken (y compris trois méthodes: SCPA, Stout & Politzer, Bickelhaupt), Becke, ADCH (Moment dipolaire atomique corrigé Hirshfeld), CM5, CHELPG, Merz-Kollmann, RESP (Restrained ElectroStatic Potential), RESP2, AIM (Atoms-In-Molecules), EEM (Electronegativity Equalization Method) et PEOE (Gasteiger) sont pris en charge. L'énergie d'interaction électrostatique de deux fragments donnés peut être calculée sur la base des charges atomiques.
• Analyse de la composition orbitale. Les méthodes Mulliken, Stout & Politzer, SCPA, Hirshfeld, Hirshfeld-I, Becke, orbitale atomique naturelle (NAO) et AIM sont prises en charge pour obtenir la composition orbitale. L'indice de délocalisation orbitale (ODI) peut être produit pour quantifier l'étendue de la délocalisation spatiale des orbitales.
• Tracé de la densité d'états de population totale, partielle et superposée (TDOS, PDOS, OPDOS) et MO-PDOS. Jusqu'à 10 fragments peuvent être définis de manière très flexible et pratique. Le DOS local (LDOS) peut également être tracé pour un point sous forme de carte de courbe ou pour une ligne sous forme de carte colorée. En outre, le tracé du spectre photoélectronique (PES) basé sur le théorème (généralisé) de Koopmans est entièrement pris en charge.
• Analyse des fonctions d'espace réel dans des espaces atomiques flous (définis par des partitions de Becke, Hirshfeld ou Hirshfeld-I). Ces grandeurs peuvent être calculées: intégrale des fonctions spatiales réelles dans les espaces atomiques ou dans la région de recouvrement entre les espaces atomiques, les moments dipolaires et multipolaires d'atome / fragment / molécule, matrice de recouvrement atomique (AOM), indices de localisation et de délocalisation (LI, DI), noyau à réponse linéaire condensée, DI multicentrique, ainsi que quatre indices d'aromaticité, à savoir FLU, FLU-pi, PDI et indice théorique de l'information.

... et beaucoup plus.

Answer 2

Par les "noyaux métalliques", si vous faites référence au chevauchement des fonctions d'onde d'électrons d'ions métalliques séparés par une distance, vous pouvez en principe utiliser ESPRESSO quantique pour obtenir des informations. Vous pouvez définir un fichier CIF avec les ions séparés à des distances variables les uns des autres et visualiser la densité électronique.

Outre ESPRESSO quantique, vous pouvez également utiliser CP2K pour créer des images STM en mode conduction. Je ne suis pas tout à fait sûr de ce dernier mais cela vaut la peine d'essayer.

J'espère que cela t'aides :)