Selective vibrational scaling for density functional calculations

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Detalhes
  • Tipo de apresentação: Apresentação de Pôster / Poster Communications
  • Eixo temático: Desenvolvimento e/ou Implementação de Método/Teoria
  • Palavras chaves: Vivrational Scaling; DFT; Enthalpy Formation;
  • 1 Instituto de Química / Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)
  • 2 Universidade Estadual de Campinas

Selective vibrational scaling for density functional calculations

Mariana Toretti Caldeira

Instituto de Química / Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)

Resumo

Chemical bonds involving different atoms
usually do not behave like a harmonic oscillator,
being necessary to use an anharmonic oscillator to
describe the vibrational frequencies of these bonds.
Thermochemical calculations depend on
vibrational frequencies and usually the harmonic
model is used. To improve the results, a scaling
constant is multiplied by the force constants or
frequencies to mimic the anharmonic effects.
The objective of this work is to analyze the
sensitivity of enthalpies of formation with a selective
scaling adjustment dependent of the molecular
specie.

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Autor

Mariana Toretti Caldeira

Olá, tudo bem sim e com você?

Na literatura esses parâmetros variam sim com a função de base escolhida, mas o trabalho que eu fiz, eu escolhi não variar a função de base e estudar apenas o tipo de molécula e utilizar diferentes tipos de funcionais de densidade, então para todos os cálculos eu usei a função de base do Pople 6-31+G(2df,p).

Um estudo que eu fiz de forma posterior, mas usando esses mesmos escalamentos que foram otimizados para a entalpia de formação, para o cálculo do pKa, em que nesse caso eu usei o modelo de solvatação smd. Eu notei que para alguns funcionais tem sim uma diminuição do erro, quando comparado ao resultado não usando nenhum fator de escalamento. Mas é uma ideia interessante, otimizar esses parâmetros, usando o efeito do solvente.

Toda a minha pós graduação, eu sempre estudei os funcionais de densidade, que sempre foram o meu foco de estudo, então nunca pensei em fazer esse estudo para o MP2 e CCSD, mas existe sim esses parâmetros para esses níveis de cálculo, mas também sem considerar o tipo de molécula, apenas a função de base.-

 

Autor

Mariana Toretti Caldeira

Tentei escolher funcionais mais recentes como os de Truhlar, como o M11 e M05, funcionais mais antigos, que tinham resultados ruins para propriedades termoquímicas como PBE0, funcionais mais variados, com correções de dispersão, como B3LYP-D3 e o wB97XD, com correções de longo alcance como o CAM-B3LYP, que me dessem uma noção maior do quanto esse escalamento vibracional alterava o resultado para o cálculo entalpia de formação, usando funcionais de densidade.

Autor

Mariana Toretti Caldeira

Quando eu fiz o cálculo anarmônico, eu realmente pensei em analisar todas as vibrações que esses cálculos iriam me dar, mas eu queria fazer algo mais simples, então o que eu usei foi a energia do ponto zero que esse cálculo anarmônico me deu. Então para calcular esse escalamento anarmônico, eu comparei a energia do ponto zero harmônico e o anarmônico, não precisando nesse caso considerar as outras frequências que esse cálculo poderia me dar. Quando eu gerei esse escalamento anarmônico, a ideia era compara-lo com o mesmo nível de cálculo, então quando eu mostro o resultado para o M05 por exemplo, o cálculo anarmônico e harmônico foi feito com o M05. 

Mas quando eu gerei esse escalamento anarmônico, esse resultado foi apenas usado a termos de comparação, porque os parâmetros que eu escalonei para usar nos cálculos, foram obtidos de forma empírica, comparando ao resultado da entalpia de formação experimental, eu queria ver se esse escalamento vibracional, estava de alguma forma corrigindo a anarmonicidade, ou se por serem obtidos de forma empírica, estava na verdade corrigindo outras coisas, como a correlação ou função de base, que não era a intenção.

Em relação ao B2LYP o motivo de eu não usar ele, é que ele tem um tempo de cálculo um pouco custoso, e também por eu ter visto em artigos e também em testes realizados pelo meu grupo, para se obter bons resultados com esse funcional, você precisa usar uma função de base maior e como minha intenção não era alterar a função de base, mas sim utilizar a mesma função de base para todos os funcionais, ter que usar uma função de base muito grande, iria aumentar muito o tempo de cálculo.