基于量子炼金术的快速准确分子去质子化能计算
化学物理
2019-12-23 v2
摘要
我们评估了炼金微扰密度泛函理论（APDFT）在快速且准确估算去质子化能方面的适用性。我们考虑了从 QM9 [Ramakrishnan 等, JCTC 2015] 中随机抽取的一百个小有机分子中所有可能的单去质子化和双去质子化。在 HF/def2-TZVP 和 CCSD/6-31G* 理论水平下，给出了针对 5160 种去质子化物种的数值证据。我们表明，APDFT 的微扰展开形式能够快速收敛到可靠结果：利用 CCSD 电子密度及其导数，在分别对全部可能的双去质子化和单去质子化分子排序时，规则 Hartree-Fock 方法在第二或第三阶被超越。CCSD 单去质子化能在三阶 APDFT 下平均以 1.4 kcal/mol 的误差被复现。我们引入了一种混合方法，通过将高阶理论（CCSD）下的一阶项与仅低阶理论（HF）下的高阶项混合，进一步降低了 APDFT 的计算成本。我们发现，与 CCSD 相比，该方法在绝对去质子化能上达到 2 kcal/mol 的精度，而计算成本仅为三阶 APDFT 的 2%。
引用
@article{arxiv.1911.13080,
title = {Rapid and accurate molecular deprotonation energies from quantum alchemy},
author = {Guido Falk von Rudorff and O. Anatole von Lilienfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.13080},
year = {2019}
}
备注
7 pages, 6 figures