Energy vs. density on paths toward more exact density functionals

文献情報

出版日 2018-02-23
DOI 10.1039/C7CP07730K
インパクトファクター 3.676
著者


原文を見る

要旨

Recently, the progression toward more exact density functional theory has been questioned, implying a need for more formal ways to systematically measure progress, i.e. a “path”. Here I use the Hohenberg–Kohn theorems and the definition of normality by Burke et al. to define a path toward exactness and “straying” from the “path” by separating errors in ρ and E[ρ]. A consistent path toward exactness involves minimizing both errors. Second, a suitably diverse test set of trial densities ρ′ can be used to estimate the significance of errors in ρ without knowing the exact densities which are often inaccessible. To illustrate this, the systems previously studied by Medvedev et al., the first ionization energies of atoms with Z = 1 to 10, the ionization energy of water, and the bond dissociation energies of five diatomic molecules were investigated using CCSD(T)/aug-cc-pV5Z as benchmark at chemical accuracy. Four functionals of distinct designs was used: B3LYP, PBE, M06, and S-VWN. For atomic cations regardless of charge and compactness up to Z = 10, the energy effects of the different ρ are <4 kJ mol−1 (chemical accuracy) defined here as “normal”, even though these four functionals ranked very differently in the previous test. Thus, the “off-path” behavior for such cations is energy-wise insignificant. An interesting oscillating behavior in the density sensitivity is observed vs. Z, explained by orbital occupation effects. Finally, it is shown that even large “normal” problems such as the Co–C bond energy of cobalamins can use simpler (e.g. PBE) trial densities to drastically speed up computation by loss of a few kJ mol−1 in accuracy. The proposed method of using a test set of trial densities to estimate the sensitivity and significance of density errors of functionals may be useful for testing and designing new balanced functionals with more systematic improvement of densities and energies.

関連文献

Deactivation-free ethanol steam reforming at nickel-tipped carbon filaments

Yutichai Mueanngern, Cheng-Han Li, Meiling Spelic, Joshua Graham, Nathan Pimental, Yehia Khalifa, Joerg R. Jinschek, L. Robert Baker

2021-05-04 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00637A

Insights into the sodiation mechanism of hard carbon-like materials from electrochemical impedance spectroscopy

Konstantin Schutjajew, Tim Tichter, Jonathan Schneider, Markus Antonietti, Christina Roth, Martin Oschatz

2021-04-29 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00610J

Influence of the stacking sequence on layered-chalcogenide properties: first principles investigation of Pb2Bi2Te5

Marie-Christine Record, Pascal Boulet

2021-04-20 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00270H

Dopants and grain boundary effects in monolayer MoS2: a first-principles study

Xiaoqian Qiu, Yiren Wang, Yong Jiang

2021-05-06 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00156F

Formation and topological structure of three-dimensional disordered graphene networks

YongChao Wang, YinBo Zhu, HengAn Wu

2021-04-19 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00617G

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

Sam Armenta Butt, Stephen D. Price

2021-04-26 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00918D

Interaction topologies of the S⋯O chalcogen bond: the conformational equilibrium of the cyclohexanol⋯SO2 cluster

Rizalina T. Saragi, Marcos Juanes, Gang Feng, Alberto Lesarri

2021-04-14 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00997D

In situ electrochemical Raman investigation of charge storage in rGO and N-doped rGO

Rohit Yadav, Prerna Joshi, Masanori Hara, Masamichi Yoshimura

2021-05-06 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00248A

Design of an efficient photocatalyst: a type II heterojunction for enhanced hydrogen production driven by visible light

Jin Feng, Mengdi Cui, Huining Liu, Fengjie Zhou, Siwei Bi, Dapeng Zhang

2021-03-08 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00347J

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。