Nemkonvencionális bázisfüggvények alkalmazása a kvantumkémiában
A kvantumkémiai számítások során a vizsgált rendszerre kapott fizikai és kémiai mennyiségek pontossága az alkalmazott közelítő módszerek (például: Hartree-Fock, konfigurációs kölcsönhatás, csatolt klaszter, sűrűségfunkcionál) elhanyagolásainak, illetve a választott bázisfüggvények számának és minőségének függvényében változhat. A számításos kémiában a molekuláris integrálok kiértékelésének első jelentős fejlődése volt, amikor az atompályák leírására bevezették Boys és munkatársai által javasolt Gauss-típusú függvényeket (Gaussian type orbital, GTO), az addig alkalmazott Slater-típusú függvényekkel (Slater type orbital, STO) szemben. A kvantumkémiai számolások során jelenleg leggyakrabban alkalmazott Pople-féle báziskészletek atomokon centrált Descartes Gauss-függvények lineáris kombinációjaként írható fel. Munkánk kiindulópontjaként feltételeztük, hogy ha az ismert báziskészletekben (például: 6-31G*) a polarizációs függvényeket a szigma kötéseket jobban modellező, a kötések mentén centrált elliptikus Gauss-függényekre cseréljük, akkor a bázisfüggvények számának csökkentésével - és így a molekuláris integrálok számának csökkentésével - a bázisszetek minőségének javulása érhető el. Az egyes egyelektron-, illetve kételektron-integrálok matematikai levezetése után, kutatócsoportunk által írt és fejlesztett MRCC ab initio és sűrűségfunkcionál kvantumkémiai programon belül különböző alrutinokat készítettünk FORTRAN nyelven, mely így alkalmassá vált a mátrixalgebra formalizmusát felhasználva az s-, és p-típusú integrálok kiértékelésére. Az elliptikus báziskészleteket leíró paramétereket a szerves kémiában előforduló leggyakoribb kötésekre (például: C-C, C-H, C-O, C-N, O-H, N-H, stb) optimálva a programmal hatékony számításokat végezhetünk a rendszert leíró mennyiségeket illetően.
szerző
-
Mester Dávid
vegyészmérnöki
nappali
konzulens
-
Dr. Kállay Mihály
egyetemi tanár, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
