论文部分内容阅读
目前量子化学计算越来越广泛地应用于化学及其相关学科的研究中,对于量子化学研究者来说最大的问题就是如何选择有效的计算级别,如何分析和利用计算得到的数据来得出正确的结论。我们知道基组的增大会导致计算精确度的提高,但是计算量随之会增大,而且由于基组的不完备性,使得计算精度仍然受限。那么使用基组外推就可以减小基组截断误差给计算结果带来的影响,使结果更接近实际值。因此,本课题选择了不同的计算方法和基组进行计算和外推研究,本文主要的研究内容如下:(1)不同基组精确度的比较。为了比较nZaP系列基组和Dunning相关一致基组的差别,我们分别使用nZaP系列基组和Dunning相关一致基组进行量子化学计算,计算水平分别为HF/cc-p VnZ、HF/aug-cc-pVn Z、HF/nZaP和HF/nZaPa,我们在这四种不同的计算水平下计算22个分子的Hartree-Fock能量,再进行分析和比较,最后判断出不同基组的计算精度顺序为nZaPa>nZaP>aug-cc-pVn Z>cc-pVn Z基组。(2)Hartree-Fock能量的外推。为了得到高精度的计算结果,人们往往会使用大的基组,但是伴随而来的却是大量的计算时间。为了缩短计算时间,我们将小基组下的计算结果直接外推到完备基组下的结果,这样不仅节约了计算时间,而且还得到了精度高的结果。本文就将HF/cc-pVnZ、HF/aug-cc-pVnZ和HF/nZaP水平下的计算结果分别进行了CBS外推,分析结果可以发现HF/nZaP水平下的SCF能量通过公式(3.6)外推得到的结果最精确,CBS外推提高了计算结果的准确性。(3)MP2能量的外推。MP2计算方法是很多研究者使用的,但是由于MP2的计算比较耗时,所以MP2能量的外推也是研究重点。我们知道MP2能量的组成部分包括HF部分和MP2电子相关能部分,研究MP2能量的外推重点就是研究MP2电子相关能部分的外推,我们将MP2/nZaP水平下的结果进行了MP2电子相关能的外推,再加上Hartree-Fock能量的外推结果就得到了MP2总能量的外推结果,可以发现CBS外推大大的减少了计算时间,同时也提高了计算精度。本文主要对nZaP基组进行了介绍、比较和运用,同时还分别对Hartree-Fock能量和MP2能量进行了CBS外推研究,分析和比较外推的结果,最终产生了合理的外推方案,这对于量子化学高精度的计算有很大的帮助。