Bases gaussianas geradas em ambientes atômico e molecular

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dc.contributor.advisor1Canal Neto, Antônio
dc.contributor.authorArruda, Priscilla Mendes
dc.contributor.referee1Jorge, Francisco Elias
dc.contributor.referee2Freitas, Jair Carlos Checon de
dc.contributor.referee3Poveda Calviño, Luis Argel
dc.contributor.referee4Campos, Cesar Turczyn
dc.date.accessioned2018-08-01T22:30:01Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T22:30:01Z
dc.date.issued2014-09-19
dc.description.abstractA Gaussian basis set of small size for the atoms from H through Ar was constructed from a single sequence of exponents of 19 Gaussian functions, based on the generator coordinate Hartree-Fock method. For each atom studied a segmented contraction scheme was proposed and polarization functions and di use functions were added. Applications of the new contracted and uncontracted basis sets for the the calculation of the equilibrium geometries and electric properties (electric dipole moments and polarizabilities) of various molecular systems were performed and comparisons were made between theoretical and experimental results. The universal Gaussian basis sets presented in this work (with and without contraction) are competitive when compared to adapted basis sets of similar size. The Monte Carlo simulated annealing method was adapted to optimize correlated Gaussian-type functions in non-relativistic molecular environments. Starting from an atom-centered atomic Gaussian basis set, the uncontracted functions were reoptimized in the molecular environments corresponding to the BF, CN -, CO, CO2, CS, H2O, N2 and NO+ systems. These new molecule-optimized basis sets, called hybrid-basis sets HXZP (X = D, T, Q, and 5), were used to calculate total energies, harmonic vibrational frequencies, equilibrium geometries, electric dipole moments, and polarizabilities, at correlated level of theory. The present methodology is a simple and e ective way to improve molecular correlated wave functions, without the need to enlarge the molecular basis set. This methodology was employed to generate hierarchical sequences of molecular basis sets with increasing size, which we used to obtain complete basis set limits. xv xvi Additionally, the Monte Carlo simulated annealing method was employed to generate a hierarchical sequence of molecule-optimized basis set to CN -, CO, CO2, CS, H2O, N2 and NO+ systems. In these basis sets, all exponents were optimized in the molecular environment. Contraction schemes were proposed to each studied system, resulting in a nal molecular basis set, which we called MXZP (X = D, T, and Q). We used this hierarchical sequence of basis set to calculate total energies, harmonic vibrational frequencies, equilibrium geometries, electric dipole moments, and polarizabilities, at correlated level of theory. Also, we used that hierarchical sequences of molecular basis sets to obtain complete basis set limits. We veri ed, for the studied systems, that the MXZP basis sets produced more suitable molecular properties than the corresponding HXZP basis sets
dc.description.resumoUm conjunto de bases Gaussianas de tamanho pequeno para os átomos de H até Ar foi construído a partir de uma sequência única de expoentes de 19 funções Gaussianas, baseada no método coordenada geradora Hartree-Fock. Para cada átomo estudado um esquema de contração segmentada foi proposto, e funções de polarização e difusas foram acrescentadas. Aplicações dos novos conjuntos bases contraído e não contraído para o cálculo de geometrias de equilíbrio e de propriedades elétricas (momentos de dipolo elétrico e polarizabilidades) de diversos sistemas moleculares foram realizadas e comparações foram feitas entre resultados teóricos e experimentais. Os conjuntos de bases universais apresentados neste trabalho (com e sem contração) são competitivos quando comparados a conjuntos de bases adaptadas de tamanhos semelhantes. O método Monte Carlo Simulated Annealing foi adaptado para otimização de funções tipo Gaussianas correlacionadas em ambiente molecular não relativístico. A partir de um conjunto de bases Gaussianas atômicas centradas nos átomos, as funções não contraídas foram reotimizadas nos ambientes moleculares correspondentes aos sistemas BF, CN −, CO, CO2, CS, H2O, N2 e NO+. Os novos conjuntos de bases otimizados nas moléculas, que chamamos de conjuntos de bases híbridos, HXZP (X = D, T, Q e 5), foram utilizados para calcular energia total, frequências vibracionais harmônicas, geometrias de equilíbrio, momentos de dipolo elétrico e polarizabilidades de dipolo, em um nível correlacionado. A presente metodologia é uma maneira simples e e caz para melhorar as funções de onda moleculares correlacionadas, sem a necessidade de aumentar o tamanho do conjunto de bases molecular. Esta metodologia foi utilizada para gerar uma sequência hierárquica de conjuntos de bases moleculares com tamanho crescente, que usamos para xiii xiv obter limites para o conjunto de bases completo. Adicionalmente, o método Monte Carlo Simulated Annealing foi utilizado para gerar uma sequência hierárquica de conjuntos de bases otimizados em ambiente molecular para os sistemas BF, CN −, CO, CO2, CS, H2O, N2 e NO+. Nestes conjuntos de bases, todos os expoentes foram otimizadas em ambiente molecular. Esquemas de contração foram propostos para cada sistema estudado resultando em um conjunto de bases molecular nal que chamamos de MXZP (X = D, T e Q). Usamos essa sequência hierárquica de conjuntos de bases para calcular energia total, frequências vibracionais harmônicas, geometrias de equilíbrio, momentos de dipolo elétrico e polarizabilidades de dipolo, em níveis correlacionados de teoria. Também, usamos esta sequência hierárquica de conjuntos de bases moleculares para obtermos limites de conjuntos de bases completos. Veri camos, para os sistemas estudados, que os conjuntos de bases MXZP produz resultados de propriedades moleculares mais adequados que os correspondentes HXZP
dc.formatText
dc.identifier.citationARRUDA, Priscilla Mendes. Bases gaussianas geradas em ambientes atômico e molecular. 2014. 153 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2014.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/7489
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subject.br-rjbnConjuntos de bases gaussianas (Mecânica quântica)
dc.subject.br-rjbnMétodo de Monte Carlo
dc.subject.br-rjbnÁtomos
dc.subject.br-rjbnMoléculas
dc.subject.cnpqFísica
dc.subject.udc53
dc.titleBases gaussianas geradas em ambientes atômico e molecular
dc.typedoctoralThesis
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