NENCI-2021 第一部分：一个强调紧密分子间接触的非平衡非共价相互作用大型基准数据库

在这项工作中，我们提出 NENCI-2021，一个包含约 $8,000$ 个非平衡非共价相互作用能的基准数据库，涵盖大量多样且具生物与化学相关性的分子间复合物。为满足化学科学中对大规模高质量量子力学数据日益增长的需求，NENCI-2021 以广泛使用的 S66 和 S101 数据库中的 $101$ 个分子二聚体为起点，并通过以下方式拓展这些工作的范围：(i) 纳入 $40$ 个阳离子-$\pi$ 与阴离子-$\pi$ 复合物——一类根本重要且遍布自然界并对理论构成重大挑战的非共价相互作用（NCIs）；(ii) 通过同时改变每个二聚体中的分子间距离与分子间角度，对所有 $141$ 个分子间势能面（PES）进行系统采样。NENCI-2021 的设计强调紧密接触，其中的复合物通过在每个 PES 上沿七个分子间距离（范围为平衡间距的 $0.7\times\mathrm{-}1.1\times$）采样以及每个距离下九个分子间角度（每个离子-$\pi$ 复合物为五个）生成，从而产生一个由在 CCSD(T)/CBS 理论水平获得的 $7,763$ 个基准分子间相互作用能（$E_{\rm int}$）组成的广泛数据库。此外，NENCI-2021 中还包含广泛的分子间原子对距离，其中涉及位于所谓范德华包络内的原子的紧密分子间接触十分普遍——这些相互作用尤其对分子建模构成巨大挑战，并在许多重要的化学与生物系统中被观测到。基于 SAPT 的详细能量分解分析也证实了 NENCI-2021 中分子间结合模式的多样性和全面性。