"이론 수준"은 무엇을 의미합니까?
QM9 합성 분자 데이터베이스와 그 계산 된 특성에 대한 이 논문 을 읽고있었습니다 . 다음과 같이 명시되어 있습니다.
모든 특성은 양자 화학의 B3LYP / 6-31G (2df, p) 수준에서 계산되었습니다.
이 '이론 수준'이 정확히 무엇을 의미하는지 궁금합니다.
답변
Tristan의 답변은 B3LYP 및 6-31G (2df, p)가 무엇인지 설명합니다. 나는 Tristan이 말한 모든 것에 동의합니다. B3LYP 및 6-31G (2df, p)에만 국한되지 않는 좀 더 일반적인 답변을 작성하겠습니다.
양자 화학에서 "이론의 수준"은 계산이 "얼마나 정확한지"를 나타내는 문구입니다. 일반적으로 X / Y 형식으로 표시됩니다. 여기서 X는 사용되는 특정 기본 집합 내에서 에너지 (또는 속성)가 얼마나 정확하게 계산 되는지 를 나타내고 Y는 사용 된 기본 집합 ( 즉 , 파동 함수가 모델링되는 방법)을 나타냅니다. 여기 예시들이 있습니다 :
$$ \begin{array}{lcc c} & \textrm{Accuracy within basis set used} & &\textrm{Basis set used}\\ \hline \textrm{B3LYP/6-31G(2df,p)} &\textrm{B3LYP} && \textrm{6-31G(2df,p)}\\ \textrm{CCSD(T)/cc-pVDZ} & \textrm{CCSD(T)} & &\textrm{cc-pVDZ}\\ \textrm{FCI/STO-3G} & \textrm{FCI} & &\textrm{STO-3G} \\ \textrm{MP2/def2-SVP } & \textrm{MP2} && \textrm{def2-SVP}\\ \end{array} $$
경고 : 이 용어에서는 "이론 수준"이 정확하더라도 ( 예 : "완전한 기준 집합"의 FCI / CBS 또는 "전체 구성 상호 작용") 계산되는 에너지 또는 속성이 반드시 정확하지는 않습니다. 상대 주의적, 출생-오펜하이머, 초 미세, 전기 약한 및 기타 효과의 치료 수준을 명확하게 밝히지 않습니다. "이론의 수준"이라는 개념 내에서 "정확한"이란 실제로 의미하는 것은 슈뢰딩거 방정식이 사용되는 특정 Hamiltonian에 대한 완전한 수치 수렴으로 해결 되고 있다는 것입니다 (비 상대론적일 수 있으며 핵-전자 상관 관계를 무시할 수 있음). 또는 여러 가지 방법으로 근사치).
B3LYP사용되는 기능을 나타냅니다. 그것은 하이브리드 기능이며 매우 일반적으로 사용되지만 종종 충분하지 않으며 요즘에는 더 나은 기능을 사용할 수 있습니다. HF, GGA 및 LDA 기능의 특정 조합으로 구성됩니다.
6-31G(2df,p)Pople 기저 세트, 특히 valence double-zeta 편광 기저 세트입니다. d 궤도에 대해 2 개의 확산 기능을 추가하고 무거운 원자의 p 궤도에 대해 1 개의 확산 기능을 추가하도록 수정되었습니다. 또한 수소의 p 오비탈에 대한 추가 확산 기능이 있습니다. 이 기본 세트는 많은 작업에 적합하지만 요즘에는 기능이 더 좋다고 생각하는 대안이 있습니다.
전반적으로 이것은 분자 계산을위한 꽤 표준 수준의 이론이지만, 저는 그것을 매우 현대적인 수준의 이론이라고 부르지 않을 것입니다. 그렇긴하지만이 논문은 2014 년에 작성된 것이므로 그 당시에 이것이 어떻게 들어 맞을지 잘 모르겠습니다.
DFT 계산 수준은 LDA 및 GGA 와 같은 교환 상관 기능을 선택하여 결정됩니다 . Jacob의 래더라고하는 다음 그림은 B3LYP를 찾을 수있는 DFT 교환 상관 함수의 5 개 수준 / 세대를 나열합니다. 일반적으로 교환 상관 기능 수준이 높을수록 더 신뢰할 수있는 결과를 얻을 수 있지만 계산 비용이 더 많이 듭니다.
추신 : 이 수치는이 논문에서 나온 것입니다 (그림. 2).