Aplicação do método da coordenada geradora Hartree-Fock polinomial em propriedades atômicas e moleculares

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Dias, Anne Kéllen de Nazaré dos Reis
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: basis function; polynomial integral discretization; discretização integral polinomial; funções de base; generator coordinate method; método da coordenada geradora; molecular properties; propriedades moleculares; química teórica; theoretical chemistry
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-05102021-164400/

As propriedades atômicas e moleculares foram obtidas pelos conjuntos de base gerados pelo Método da Coordenada Geradora Hartree-Fock Polinomial de qualidade 5Z para os átomos da primeira fila e 7Z para átomos da segunda fila da Tabela Periódica. Os resultados obtidos são comparados com os conjuntos de base de Pople (6-311G**) e de Dunning (cc-pVDZ, cc-pVTZ e cc-pVQZ, aug-cc-pVDZ e aug-cc-pVTZ), além dos conjuntos de base de Jorge (DZP, TZP e QZP), gerados pelo Método da Coordenada Geradora Hartree-Fock Melhorado. Dessa forma, tanto a acurácia na construção dos conjuntos de base é avaliada como a eficiência da abordagem polinomial. Propriedades de energia total, zero-point vibrational energy - ZPVE, comprimento de ligação, ângulo de ligação, momento de dipolo elétrico e polarizabilidade foram comparadas entre os conjuntos de base em nível de teoria MP2, CCSD(T) e DFT usando funcionais B2PLYP e B3LYP. Os conjuntos de bases gerados para moléculas neutras apresentaram vantagens significativas no tempo computacional para as maiores moléculas calculadas em comparação a conjuntos de base de qualidade quadruple-Zeta. Os mesmos resultados foram observados para os demais níveis de teoria sem grandes discrepâncias no cálculo de energia, compensando a variação no ganho do tempo computacional significativo gerado pelos conjuntos de base do MCG-HFp. O fator de escala gerou valores de ZPVE competitivos em relação aos conjuntos de base triple-Zeta para métodos DFT e CCSD(T) e próximos aos experimentais. Isso fez com que resultados de energia de atomização, mesmo com grandes variações entre os conjuntos de base, apresentassem resultados próximos aos experimentais, incluindo resultados obtidos em nível MP2. Para distância de ligação, os valores se aproximaram dos obtidos pelos conjuntos de base triple-Zeta. Comportamento similar aos observado pelo cálculo de ângulo de ligação em nível B2PLYP e B3LYP. Um comparativo da ação das funções de polarização entre os conjuntos do MCG-HFp para moléculas neutras e aniônicas são os resultados de momento de dipolo e polarizabilidade, que demonstram resultados próximos aos conjuntos triple-Zeta, para moléculas neutras, e apresentou discrepâncias nos resultados das aniônicas, objetivando futuros estudos e modificações em sua estrutura de polarização, apesar da grande vantagem no tempo computacional em relação aos conjuntos de base quadruple-Zeta. As moléculas neutras apresentaram-se bem competitivas em relação ao ganho no tempo computacional no cálculo das propriedades para um conjunto de base de maior qualidade em relação as comparadas, uma vez que conjuntos de base de qualidade quintuple-zeta demandam recurso computacional oneroso, impossibilitando seu cálculo. Dessa forma, o MCG-HFp é um conjunto de base promissor pelo tempo computacional e pouco recurso que exige nos cálculos de propriedades atômicos e moleculares.