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在进行密度泛函理论(DFT)计算时,最重要的一步之一就是选择合适的泛函(functional)。如果选错了,计算结果可能会毫无意义。
很多人可能只知道 B3LYP,但实际上 Gaussian 软件中除了 B3LYP 外,还实现了 72 种不同的泛函。
如果您想查看完整的泛函列表,请参考以下链接的泛函数据库:
对于低分子有机化合物的反应,使用 B3LYP/6-31G(d) 作为第一选择是比较稳妥的。但如果希望撰写高质量的论文,还是应使用最适合的泛函进行计算。
面对如此众多的泛函,我们该以怎样的标准选择呢?本文将介绍几种选择泛函的方法。
B3LYP 是目前广泛使用的泛函之一,但也有许多研究报告指出,在特定体系中的应用会出现误差。为了解决这些问题,已经开发出了许多替代泛函。例如,有一个名为 mPW1PW91 的泛函。
mPW1PW91 是以提高 B3LYP 的物理合理性为目标,基于 PW91 交换-相关泛函重新构建的。与 B3LYP 中 20% 的 HF(Hartree-Fock)交换混合比例不同,mPW1PW91 中这一比例为 25%。
即使看完这些说明,恐怕也不会有人直接感叹“哇,mPW1PW91 太厉害了!”因为大多数人并不清楚,这种改变在实际计算中会带来多大的影响。
在实际研究中应用计算化学时,通常需要通过基准测试与实验数据进行对比,来判断某个泛函在特定体系中是否合理。本文将介绍一个关于三萜环化反应的基准测试,并以此作为 B3LYP 出现较大误差的实例。
在量子化学计算中,通常会在输入文件(input file)的关键词区域指定所采用的计算水平。
诸如 B3LYP/6-31G(d)、MP2/6-31+G(d,p) 之类的表达方式,在论文中也经常可以看到。根据所研究体系的不同,选择合适的基组(基底函数,basis set)是非常关键的,因为这会对计算结果产生显著影响。
如果使用了不恰当的基组,计算结果可能会失去意义。此外,在投稿时可能会被审稿人指出问题,导致必须重新进行全部计算。
本文将总结如何选择最适合的基组。
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