Выбор базисного набора для расчетов структурно-электронных свойств в системах с участием супероксидного радикала в водной среде
УДК 541.1
Аннотация
Проведено компьютерное моделирование и рассчитаны молекулярные параметры кислорода и супероксид-иона с целью выбора наиболее оптимального базисного набора функций для дальнейших квантово-механических расчетов с участием активных форм кислорода. Для каждой из частиц получены равновесные длины связи и усредненные поляризуемости в континуальной диэлектрической водной среде в рамках Conductor-like Polarizable Continuum Model (CPCM) и Solvation Model based on Density (SMD). Были использованы 16 базисных наборов, представленных в программном пакете Orca. Проведено сравнение полученных числовых значений с экспериментальными данными. Главным критерием для отбора послужила энергия сродства молекулы кислорода к электрону. Также учитывалось суммарное время компьютерного расчета для каждого базиса. На основе этого выбраны наиболее оптимальные базисные наборы. Базисы 6-31+G(d), 6-311+G, def2-TZVPD и aug-cc-pVDZ рекомендованы для расчетов молекулярных систем, в которых присутствует молекулярный кислород и продукт его восстановления, супер-оксидный радикал.
Скачивания
Metrics
Литература
Barja G. Mitochondrial Oxygen Radical Generation and Leak: Sites of Production in States 4 and 3, Organ Specificity, and Relation to Aging and Longevity // J. Bioenergetics and Biomembranes. 1999. Vol. 31.
Dawson T.M., Dawson V.L. Molecular Pathways of Neurodegeneration in Parkinson’s Disease // Science. 2003. Vol. 302 (5646). DOI: 10.1126/science.1087753.
Rienstra-Kiracofe J.C., Tschumper G.S., Shaefer H.F. Atomic and molecular electron affinities: photoelectron experiments and theoretical computations // Chem. Rev. 2002. Vol. 102. DOI: 10.1021/cr990044u.
ORCA, An Ab Initio, DFT and Semiempirical electronic structure package. Version 4.2.0. Department of theory and spectroscopy. Directorship: Frank Neese. Max Planck Institute fuer Kohlenforschung, Kaiser Wilhelm Platz 1, D-45470 Muelheim/Ruhr, Germany. 2019. URL: www. orcaforum.kofo.mpg.de.
Krishnan R., Binkley J.S., Seeger R., Pople J.A. Self-consistent molecular orbital methods. XX. A basis set for correlated wave functions // J. Chem. Phys. 1980. Vol. 72. DOI: 10.1063/1.438955.
Gill PM.W, Johnson B.G., Pople J.A., Frisch M.J. The performance of the Becke—Lee—Yang—Parr (B—LYP) density functional theory with various basis sets // Chem. Phys. Lett. 1992. Vol. 197. DOI: 10.1016/0009-2614(92)85807-M.
Weigend F., Ahlrichs R. Balanced basis sets of split valence, triple zeta valence and quadruple zeta valence quality for H to Rn: Design and assessment of accuracy // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. Vol. 7. DOI: 10.1039/b508541a.
Kendall R.A., Dunning T.H., Harrison R. J. Electron affinities of the first-row atoms revisited. Systematic basis sets and wave functions // J. Chem. Phys. 1992. Vol. 96. DOI: 10.1063/1.462569.
Cossi M., Rega N., Scalmani G., Barone V., Energies, Structures, and Electronic Properties of Molecules in Solution with the C-PCM Solvation Model // Chem. Phys. 2003. Vol. 24. № 6. DOI: 10.1002/jcc.10189.
Marenich A.V., Cramer C.J., Truhlar D.G. Universal Solvation Model Based on Solute Electron Density and on a Continuum Model of the Solvent Defined by the Bulk Dielectric Constant and Atomic Surface Tensions // J. Phys. Chem. B. 2009. Vol. 113, 18. DOI: 10.1021/jp810292n.
Huber K.P, Herzberg G., Molecular Spectra and Molecular Structure: IV Constants of Diatomic Molecules. New York, 1979. DOI: 10.1007/978-1-4757-0961-2.
Olney T.N., Cann N.M., Cooper G., Brion C.E. Absolute scale determination for photoabsorption spectra and the calculation of molecular properties using dipole sum-rules // Chem. Phys. 1997. Vol. 223. DOI: 10.1016/S0301-0104(97)00145-6.
Рябых А.В., Маслова О.А., Безносюк С.А., Жуковский М.С., Масалимов А.С. Компьютерное моделирование устойчивости супероксид-иона O2- в континуальной диэлектрической среде // Известия АлтГУ 2020. № 1. DOI: 10.14258/izvasu(2020)1-05.
