14/11/2012

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Estructura Electrónica

Mecánica Molecular

AMBER, CHARMM, CFF, CHEAT, MM1,MM2,MM3,

MM4, EFF, DREIDING, UFF.

Semiempíricos

Ab-initio

Hückel, PPP, AM1, PM3, NDO, INDO, MINDO, ZINDO, etc.

Hartree-Fock

DFT

DFT

Teoría de Funcionales de la densidad

•Primer Teorema de Hohenberg – Kohn

•Segundo Teorema de Hohenberg – Kohn

•Ecuaciones de Kohn – Sham (orbitales de Kohn – Sham)

][][][][ ρρρρ XCSHK EJTF ++=

Energía cinética

Energía de interacción

Energía de intercambio y correlación

Aproximación de Densidad Local (LDA).Asume que la densidad (ρ) es una función que varíalentamente, es decir, la energía de intercambio ycorrelación en cada punto del sistema es la misma.

Existen aproximaciones para encontrar las formas exactas de energía

Aproximación de Gradiente Generalizado (GGA).No dependan solamente de la densidad electrónica (ρ),sino también sobre las derivadas de la misma, es decir,considerando el gradiente de la densidad electrónica (∆ρ).

Funcionales locales

• Xα

• VWN

Funcionales de gradiente

• PW86

• PW91

• LYP

• BLYP

IntercambioHartree - Fock

CorrelaciónDFT

local local

gradiente gradiente

Funcionales Híbridos

• B3LYP

• B3P86

• B3PW91

)()(

)()(

)()(

)](,[

)(

2

)(

2

2

)(

rfN

r

rrN

E

NN

E

rr

E

N

E

rNEE

rNr

Nr

=

∂

∂=

=

∂

∂=

∂

∂−=

∂

∂

=

−==

∂

∂

=

νν

ν

ρ

δν

δµ

δνη

χ

ρδν

δχµ

ν

Potencial químico Densidad electrónica

Dureza química Funciones de Fukui.

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Una función de onda simple para un electrón puede ser escrita como

Donde son los miembros de un conjunto completo de funciones.

Conjuntos de base

Expandir una función desconocida tal como un orbital molecular, en un conjuntode funciones conocidas.

∑∞

=

=1

)()(j

jji rCr φψ

Conjunto de base

Orbitales de Salter

Orbitales Gaussianos

rnlm

nlmSTO erNr ζζ γθγθφ −−Υ= 1),(),,(

2)22(),(),,( rlnlm

nlmGTO erNr ζζ γθγθφ −−−Υ=

)r(jφ

Base mínima

• Una función de base para cada orbital atómico que pertenezca a las capasocupadas en el estado fundamental del átomo

Bases extendidas

• Ampliar el número de funciones

Funciones de polarización

• Funciones que representan orbitales que no se encuentran ocupados en elestado fundamentaldel átomo. Se denotan con * (d) ó ** (d,p)

Funciones difusas

• Dichas funciones son necesarias cuando están presentes electronespobremente enlazantes, como en aniones o estados excitados. Se denotancon + (función difusa s y p átomos pesados) y ++ (función difusa s enhidrógenos).

Conjuntos de Base tipo Pople.

Son orbitales tipo Slater conformados de nfunciones primitivas gaussianas (GTO). Son un tipode bases mínimas donde los exponentes de GTOson determinados mediante el ajuste hasta llegar aun STO.

STO-3G

• minimal basis set

• Slater Type Orbitals simulado por 3 funciones gaussianas primitivas

3-21G y 6-31G?

• Split valence

• Los orbitales “core” son representados por 3 funciones gaussianas

•Los orbitales de valencia internos y externos simulados por 2 y 1 funcióngaussiana respectivamente.

6-311G

• Triple split valence

• 6 funciones gaussianas para orbitales “core”

• Orbital interno simulado por 3 gaussianas.

• orbital intermedio y externo respresentado por una función gaussiana simple.

• Los triple split valence mejor la descripción de la región de valencia

http://chemistry.umeche.maine.edu/Modeling/abinit.html

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Basis Set DescriptionReferen

ceApplies to

Polarization Functions

Diffuse Functions

STO-3G 1, 2 H - Xe (d) &

3-21G 3 - 8 H - Xe (d), (d, p) +

6-21G 3, 4 H - Cl (d) &

4-31G 9 - 12 H - Ne (d), (d, p) &

6-31G 9 - 13 H - Cl (3df, 3pd) ++

6-311G6-311G for 1st row; McLean- Chandler for 2nd row

14 - 21 H - Br (3df, 3pd) ++

D95 Dunning/Huzinaga full double zeta 22 H - Cl (3df, 3pd) ++

D95V Dunning/Huzinaga valence double zeta 22 H - Cl (d), (d, p) ++

SHCD95V on 1st row, Goddard/ Smedley on 2nd

row22, 23 H - Cl (3df, 3pd) ++

CEP-4G Stevens/Basch/Krauss ECP minimal basis 24 H - Cl (3df, 3pd) ++

CEP-31G Stevens/Basch/Krauss ECP split valence 24 H - Cl (3df, 3pd) ++

CEP-121GStevens/Basch/Krauss ECP triple split valence

24 H - Cl (3df, 3pd) ++

LanL2MBSTO-3G 1st row; Los Alamos ECP + MBS on Na - Bi

25 - 27H - Ba, La -

Bi& &

LanL2DZD95 1st row, Los Alamos ECP + DZ on Na -Bi

25 - 27H - Ba, La -Bi (no He)

& &

cc-pV*Z* = D, T, Q, or 5; Dunning's correlation consistent basis sets

28 - 30H, He, B -Ne, Al - Ar

Incl. by definition

Add AUG-prefix

Programa de cálculo Gaussian W ® y Visualizador gráfico GaussView

Programa de cálculo Materials Studio Modelling

Modulo DMol3 Reactividad teórica molecular

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