Srovnání kvantově chemických metod pro popis nekovalentních interakcí

Abstract

In this work, an extension of the S22 data set of Jurecka et al. (Jurečka, P.; Šponer, J.; Černý, J.; Hobza, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1985.), the data set of benchmark CCSD(T)/CBS interaction energies of twenty-two noncovalent complexes in equilibrium geometries, is presented. The S22 data set has been extended by including the stretched (one shortened and three elongated) complex geometries of the S22 data set along the main noncovalent interaction coordinate. The goal of this work is to assess the accuracy of the popular wave function methods (MP2-, MP3- and, CCSD- based) and density functional methods (with and without empirical correction for the dispersion energy) for noncovalent complexes based on a statistical evaluation not only in equilibrium, but also in nonequilibrium geometries. The results obtained in this work provide information on whether an accurate and balanced description of the different interaction types and complex geometry distortions can be expected from the tested methods. This information has an important implication in the calculation of large molecular complexes, where the number of distant interacting molecular fragments, often in far from equilibrium geometries, increases rapidly with the system size. The best performing WFT methods were found to be the...

V práci je představeno rozšíření setu S22. Původní set S22 obsahoval CCSD(T)/CBS interakční energie dvaceti dvou nekovalentních komplexů v rovnovážné geometrii (Jurečka, P.; Šponer, J.; Černý, J.; Hobza, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1985). Rozšířený set S22 zahrnuje kromě původních dat setu S22 také interakční energie nekovalentních komplexů S22 v nerovnovážných geometriích (geometrie byly vytvořeny zkrácením a prodloužením vazby podél hlavní interakční koordináty). Cílem práce je porovnat přesnost používaných wave function metod (metody založené na MP2, MP3 a CCSD) a density functional method (s i bez empirické korekce pro popis disperzní energie) pro popis nekovalentních komplexů (v rovnovážné i nerovnovážné geometrii) na základě statistického vyhodnocení. Výsledky práce poskytují informaci o přesnosti a vyrovnanosti popisu testovaných metod pro různé druhy interakcí a různé druhy geometrií komplexních sloučenin. Tyto informace jsou zásadní pro výpočet energie velkých molekulových komplexů, kde počet jednotlivých interakčních molekulových fragmentů, jejichž geometrie je mnohdy velmi vzdálená od rovnovážné, rychle stoupá s velikostí komplexů. Nejlepších výsledků z WFT metod dosáhli metody SCS-CCSD (spin-component škálovaná CCSD, Takatani, T.; Hohenstein, E. G.; Sherrill, C. D. J. Chem....