Nonseparable exchange–correlation functional for molecules, including homogeneous catalysis involving transition metals

文献情報

出版日 2015-04-09
DOI 10.1039/C5CP01425E
インパクトファクター 3.676
著者

Haoyu S. Yu, Pragya Verma, Donald G. Truhlar


原文を見る

要旨

The goal of this work is to develop a gradient approximation to the exchange–correlation functional of Kohn–Sham density functional theory for treating molecular problems with a special emphasis on the prediction of quantities important for homogeneous catalysis and other molecular energetics. Our training and validation of exchange–correlation functionals is organized in terms of databases and subdatabases. The key properties required for homogeneous catalysis are main group bond energies (database MGBE137), transition metal bond energies (database TMBE32), reaction barrier heights (database BH76), and molecular structures (database MS10). We also consider 26 other databases, most of which are subdatabases of a newly extended broad database called Database 2015, which is presented in the present article and in its ESI. Based on the mathematical form of a nonseparable gradient approximation (NGA), as first employed in the N12 functional, we design a new functional by using Database 2015 and by adding smoothness constraints to the optimization of the functional. The resulting functional is called the gradient approximation for molecules, or GAM. The GAM functional gives better results for MGBE137, TMBE32, and BH76 than any available generalized gradient approximation (GGA) or than N12. The GAM functional also gives reasonable results for MS10 with an MUE of 0.018 Å. The GAM functional provides good results both within the training sets and outside the training sets. The convergence tests and the smooth curves of exchange–correlation enhancement factor as a function of the reduced density gradient show that the GAM functional is a smooth functional that should not lead to extra expense or instability in optimizations. NGAs, like GGAs, have the advantage over meta-GGAs and hybrid GGAs of respectively smaller grid-size requirements for integrations and lower costs for extended systems. These computational advantages combined with the relatively high accuracy for all the key properties needed for molecular catalysis make the GAM functional very promising for future applications.

関連文献

From photosensitizers to light harvesters adapting the molecular structure in all-BODIPY assemblies

Edurne Avellanal-Zaballa, Alejandro Prieto-Castañeda, Carolina Díaz-Norambuena, Jorge Bañuelos, Antonia R. Agarrabeitia, Inmaculada García-Moreno, Santiago de la Moya, María J. Ortiz

2021-04-19 Communication

DOI: 10.1039/D1CP00991E

Hydrogen adsorption trends on two metal-doped Ni2P surfaces for optimal catalyst design

Lauri Partanen, Simon Alberti, Kari Laasonen

2021-04-28 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00684C

Improved insights in time-resolved photoelectron imaging

Nikoleta Kotsina

2021-04-28 Perspective

DOI: 10.1039/D1CP00933H

Back cover

2021-05-19 Cover

DOI: 10.1039/D1CP90108G

Effects of doping high-valence transition metal (V, Nb and Zr) ions on the structure and electrochemical performance of LIB cathode material LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2

Yan-Hui Chen, Jing Zhang, Yi Li, Yong-Fan Zhang, Shu-Ping Huang, Wei Lin

2021-04-13 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00426C

CO2 activation and dissociation on In2O3(110) supported PdnPt(4−n) (n = 0–4) catalysts: a density functional theory study

Xiaowen Wang, Jiaying Pan, Haiqiao Wei, Wenjia Li, Jun Zhao, Zhen Hu

2021-05-04 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01015H

Quantum mechanical tunnelling: the missing term to achieve sub-kJ mol−1 barrier heights

Sebastian Kozuch, Tim Schleif, Amir Karton

2021-04-21 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01275D

Role of conformational heterogeneity in ligand recognition by viral RNA molecules

Lev Levintov, Harish Vashisth

2021-04-01 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00679G

Direct dynamics in a proton transfer reaction of isomer product competition. Insight into the suppressed formation of the isoformyl cation

Yujie Wang, Siwei Zhao, Xu Liu, Wenqing Zhen, Gang Fu, Li Yang, Shaozeng Sun, Jiaxu Zhang

2021-04-04 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06516A

Bond-forming and electron-transfer reactivity between Ar2+ and N2

Sam Armenta Butt, Stephen D. Price

2021-04-26 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00918D

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。

41608-73-52-Methoxy-4-(methyls...
化合物よくある質問

4-溴甲基-3-甲氧基苯甲酸は安全ですか?

安全ではありません。触覚や吸入に注意が必要で、適切な防護具を使用してください。

118684-13-24-(Bromomethyl)-3-me...
化合物よくある質問

4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?

代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。

10397-15-64,6-Dichloro-N-methy...
化合物よくある質問

6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...

885520-84-36-chloro-4-methyl-1H...
化合物よくある質問

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...

207974-08-1[2-Fluoro-4-(trifluo...
化合物よくある質問

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...

19811-64-44-Nitrophenyl N-[(be...
化合物よくある質問

イソデスロラタドリンの代替品はありますか?

イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...

183198-49-4Iso Desloratadine
化合物よくある質問

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...

103030-69-95-Methoxy-1,2,3,4-te...
化合物よくある質問

4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...

6471-78-94-Amino-5-Methoxy-2-...
化合物よくある質問

甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...

204063-33-22-[(Diphenylmethyl)a...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。