Dispersion korrigiert Funktionsdichte Methoden

Die Dichtefunktionaltheorie ist in der Regel verwendet, um starke intermolekulare Wechselwirkungen zwischen festen makromolekularen Systemen, einschließlich Thermochemie und kovalente Bindung zu modellieren. Die Beschreibung des Langstreckendispersionswechselwirkungenist jedoch nicht immer genau. Methoden für die Anwendung der Dichtefunktionaltheorie auf Dispersionskorrektur gehören werden ständig weiterentwickelt und ab dem Tag der Veröffentlichung , sind nichtlokale van der Waal , konventionelle und parametriert, semiklassische Korrekturen und Ein-Elektronen- Korrekturen . Funktionsdichte

Die Dichtefunktionaltheorie ist weitgehend in der Beschreibung der Grundzustandseigenschaften von Halbleitern , Isolatoren und Metallen erfolgreich gewesen ist, und umfasst auch komplexe Materialien wie Kohlenstoff-Nanoröhren und Proteinen. Statt der Vielteilchen- Wellenfunktionen , verwendet die Theorie Dichte, um die wechselwirkenden Systems von Fermionen zu beschreiben. Funktionsdichte wird praktisch nach Näherungen für das Austausch-Korrelations- Potential, das eine weitere Erklärung des Pauli-Prinzips und Couloumb möglichen Auswirkungen bietet , die weit über eine elektrostatische Wechselwirkung Elektron aufgebracht.
Dispersionswechselwirkungen

Dispersionswechselwirkungen sind die attraktiven Teile des Langstrecken- van -der-Waals Kräfte zwischen indirekt gebundenen Atomen und Molekülen. Sie haben eine wichtige Funktion in der molekularen Elektronik , biologische Systeme , Molekülkristalle und energetischen Materialien . Um eine chemische Genauigkeit zu erreichen bei der Modellierung großer Systeme müssen Dispersionswechselwirkungen einbezogen werden. Aktuelle Methoden verwenden eine super- molekulare Berechnung der Gesamtenergie des Systems , und erhalten die Wechselwirkungsenergie von einem Fragment durchgeführt .
Nichtlokale Van der Waal und Parameterized Methoden
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Die nichtlokale van -der-Waals -Methode berechnet Dispersionsenergie in einer nicht- empirischen Weg , auf der Grundlage ihrer Elektronendichte . Der Vorteil dieser Methode ist, dass Dispersionseffekte sind natürlich über die Ladungsdichte eingebaut , wodurch Dispersion Abhängigkeit von atomaren Oxidationszustand automatisch eingefügt . Parameterized Methoden angewendet werden, um Strukturen der mittelgroßen Molekülen Gleichgewicht . Ihr großer Nachteil ist, numerische Instabilität, die zu laut Potentialkurven und Kunst van der Waal Minima führt .
Semiklassische und Ein -Elektronen- Korrekturen

Die semiklassische Methode geht zurück in die 70er und wird auf der Grundlage der Behandlung von Dispersionsenergie mit Atom paarweise Additiven modifiziert . Dies verbessert die Genauigkeit und Anwendbarkeit und reduziert Empirismus . Verbesserte Methoden erlauben auch die einfache Berechnung der Energieverläufefür effiziente Geometrieoptimierung . Die Ein-Elektronen- Methode nutzt atomzentrierte nichtlokale Potentiale und wird typischerweise für die Modellierung van -der-Waals Kräfte in Graphit, Benzol und Argon -Komplexen angewendet . Die Potentiale verwendet , jedoch mit einer erhöhten Zerfall schnell interatomaren Abstand .