(Luận văn thạc sĩ) cấu trúc và năng lượng của các trạng thái spin của cluster fegen −0 (n=1 2)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP - - NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC CẤU TRÚC VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC TRẠNG THÁI SPIN CỦA CLUSTER FeGen−/0 (n=1-2) ĐỒNG THÁP – NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP - - LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Chun ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 8.44.01.19 CẤU TRÚC VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC TRẠNG THÁI SPIN CỦA CLUSTER FeGen−/0 (n=1-2) Người thực hiện: Người hướng dẫn khoa học: Nguyễn Thị Lan Phương TS Trần Văn Tân ĐỒNG THÁP – NĂM 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn hoàn thành dựa kết nghiên cứu tính tốn tơi Những số liệu, kết chưa dùng cho luận văn khác Đồng Tháp, tháng 07 năm 2019 Người thực luân văn Nguyễn Thị Lan Phương ii LỜI CẢM ƠN Nhà khoa học Isaac Newton nói: “Điều ta biết giọt nước, điều ta chưa biết đại dương” Biển tri thức mênh mông vô tận mà hiểu biết giọt nước bé nhỏ Để tiến xa hành trình tích lũy tri thức, người phải khơng ngừng sức học tập từ thầy cô, bạn bè,… Với tôi, quãng thời gian học tập, nghiên cứu trường Đại học Đồng Tháp quãng thời gian có ý nghĩa thiêng liêng, cho tơi tiếp cận với tri thức lớn lao nhân loại Và đến ngày hơm nay, luận văn tơi hồn thành niềm vui sướng, mong đợi tin yêu quý thầy cô Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Văn Tân - người thầy tận tâm truyền đạt cho tri thức vô giá, kỹ quý báu Bằng tất lòng nhiệt huyết, thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ hỗ trợ suốt thời gian làm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Lãnh đạo Trường Đại học Đồng Tháp, PGS.TS Trần Quốc Trị tất cán Khoa Sư phạm Lý-Hóa-Sinh, người giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập thực luận văn Và xin chân thành gửi lời tri ân đến tất quý thầy, cô trường Đại học Đồng Tháp, người tận tình giảng dạy truyền đạt cho kiến thức quý giá suốt thời gian học tập trường Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến người thân gia đình, bạn bè bạn học viên Cao học Hóa lý thuyết Hóa lý khóa 6-Trường Đại học Đồng Tháp động viên, giúp đỡ đồng hành với suốt q trình làm luận văn Tơi xin chúc tất quý thầy cô an khang, có nhiều niềm vui, niềm hạnh phúc sống gặt hái nhiều thành công nghiệp giáo dục Đồng Tháp, tháng 07 năm 2019 Người thực luận văn iii Nguyễn Thị Lan Phương MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC HÌNH .viii MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu đề tài 3 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 4 Nội dung luận văn Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu cluster germanium .5 1.2 Cluster germanium pha tạp kim loại chuyển tiếp 1.3 Cluster germanium pha tạp sắt 10 1.4 Cơ sở lý thuyết hóa học tính tốn 12 1.4.1 Phương trình Schrödinger .12 1.4.2 Sự gần Born – Oppenheimer 13 1.4.3 Phương pháp Hatree – Fock (HF) 14 iv 1.4.4 Các phương pháp tính đa cấu hình CASSCF/CASPT2 RASSCF/RASPT2 16 1.4.5 Lý thuyết phiếm hàm mật độ 18 1.4.6 Phiếm hàm trao đổi tương quan 21 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Phương pháp tính đa cấu hình CASSCF/CASPT2 RASSCF/RASPT2 22 2.2 Lý thuyết phiếm hàm mật độ .23 2.3 Các phần mềm tính tốn hóa học lượng tử 24 2.3.1 Phần mềm ORCA 4.0 24 2.3.2 Phần mềm MOLCAS 24 2.3.3 Phần mềm GABEDIT 24 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Kết nghiên cứu cluster FeGe–/0 25 3.1.1 Cấu trúc hình học độ bền cluster FeGe–/0 25 3.1.2 Cấu trúc electron trạng thái cluster FeGe–/0 32 3.2 Kết nghiên cứu đồng phân cluster FeGe2–/0 34 3.2.1 Cấu trúc độ bền đồng phân cluster FeGe2–/0 34 3.2.2 Tần số dao động điều hoà trạng thái spin cluster FeGe2–/0 40 3.2.3 Cấu trúc electron trạng thái spin cluster FeGe2–/0 .44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 Kết luận 49 Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ADE (Adiabatic Detachment Energy): lượng tách electron ADE B3LYP phiếm hàm trao đổi- tương quan lai ghép B3LYP B3P86 phiếm hàm trao đổi- tương quan lai ghép B3P86 B3PW91 phiếm hàm trao đổi Becke phiếm hàm tương quan PW91 BHLYP phiếm hàm trao đổi- tương quan lai ghép BHLYP BLYP phiếm hàm trao đổi Becke phiếm hàm tương quan LYP BP86 phiếm hàm trao đổi Becke phiếm hàm tương quan tạo Perdew năm 1986 CASSCF (Complete Active Space Self-Consistent Field): phương pháp trường tự hợp không gian hoạt động đầy đủ CASPT2 (Complete Active Space Second-Order Perturbation Theory): phương pháp nhiễu loạn bậc hai không gian hoạt động đầy đủ CCSD (Coupled-Cluster with Single and Double excitations): phương pháp coupled-cluster với kích thích đơn, kích thích đôi CCSD(T) (Coupled-Cluster with Single and Double and pertubative Triple excitations): phương pháp coupled-cluster với kích thích đơn, kích thích đơi, nhiễu loạn kích thích ba DFT (Density Functional Theory): lý thuyết phiếm hàm mật độ GGA (Generalized Gradient Approximation) (sự gần gradient suy rộng): phiếm hàm trao đổi-tương quan GGA HF (Hartree-Fock): Phương pháp Hartree-Fock HSE06 phiếm hàm trao đổi- tương quan lai ghép HSE06 vi LSDA (Local Spin-Density Approximation) (sự gần mật độ spin địa phương): phiếm hàm trao đổi-tương quan LSDA NEVPT2 (n-Electron Valence State Second-Order Perturbation Theory): phương pháp nhiễu loạn bậc hai n electron hóa trị RASSCF (Restricted Active Space Self-Consistent Field): phương pháp trường tự hợp không gian hoạt động giới hạn RASPT2 (Restricted Active Space Second-Order Perturbation Theory): phương pháp nhiễu loạn bậc hai không gian hoạt động giới hạn VDE (Vertical Detachment Energy): lượng tách electron VDE vii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Các thông số cấu trúc hình học, cấu hình electron lượng tương đối tính cluster anion FeGe– 28 Bảng 3.2 Các thơng số cấu trúc hình học, cấu hình electron lượng tương đối tính cluster trung hịa điện FeGe 30 Bảng 3.3 Các thơng số cấu trúc hình học tính theo BP86, cấu hình electron lượng tương đối tính theo RASPT2 đồng phân cluster anion FeGe2– 34 Bảng 3.4 Các thơng số cấu trúc hình học tính theo BP86, cấu hình electron lượng tương đối tính theo RASPT2 cluster trung hịa điện FeGe2 35 Bảng 3.5 Năng lượng tương đối lượng tách ADE cluster anion FeGe2– tính theo lý thuyết phiếm hàm mật độ phương pháp RASPT2 37 Bảng 3.6 Năng lượng tương đối lượng tách ADE cluster trung hịa FeGe2 tính theo lý thuyết phiếm hàm mật độ phương pháp RASPT2 38 Bảng 3.7 Tần số dao động điều hòa trạng thái electron thuộc cluster FeGe2−/0 tính phiếm hàm BP86 41 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh minh họa cho hàm sóng CASSCF 16 Hình 3.1 Cấu trúc hình học đồng phân cluster FeGe–/0 FeGe2–/0 25 Hình 3.2 Đường cong trạng thái cluster anion FeGe– 26 Hình 3.3 Đường cong trạng thái cluster FeGe 27 Hình 3.4 Hình ảnh orbital phân tử số electron chiếm trạng thái A2 (2Δ) đồng phân thẳng FeGe– thu từ phép tính CASSCF 32 Hình 3.5 Các kiểu dao động điều hịa trạng thái 4B1 đồng phân vòng cluster anion FeGe2– tính phiếm hàm BP86 42 Hình 3.6 Các kiểu dao động điều hòa trạng thái 5B2 đồng phân vòng cluster trung hịa điện FeGe2 tính phiếm hàm BP86 42 Hình 3.7 Các kiểu dao động điều hòa trạng thái 4A2 đồng phân thẳng cluster FeGe2– tính phiếm hàm BP86 43 Hình 3.8 Các kiểu dao động điều hòa trạng thái 5A2 (5Δ) đồng phân thẳng cluster FeGe2 tính phiếm hàm BP86 44 Hình 3.9 Hình ảnh orbital phân tử số electron chiếm trạng thái B1 đồng phân hình vịng FeGe2– thu từ phép tính RASSCF 45 Hình 3.10 Hình ảnh orbital phân tử số electron chiếm trạng thái A2 (4Δ) đồng phân thẳng FeGe2– thu từ phép tính RASSCF 47 P3 SYMMETRY ADAPTED BASIS -The coefficients for the symmetry adapted linear combinations (SALCS) of basis functions will now be computed: Number of basis functions 160 Preparing memory done Constructing Gamma(red) done Reducing Gamma(red) done Constructing SALCs done Checking SALC integrity nothing suspicious Normalizing SALCs done Storing the symmetry object: Symmetry file Writing symmetry information c4b1.sym.tmp done - Cấu trúc ban đầu sau thực phép tính FeGe2− (dịng 248 – 256) ************************************************************* * GEOMETRY OPTIMIZATION CYCLE * ************************************************************* CARTESIAN COORDINATES (ANGSTROEM) Fe 0.000000 0.000000 1.434599 Ge 0.000000 1.176009 -0.551883 Ge 0.000000 -1.176009 -0.551883 + Số vòng lặp SCF: 50 vòng (dòng 462- 527) 47 48 49 -5418.5322709929 -0.000000001529 0.00000695 0.00000012 -5418.5322709930 -0.000000000094 0.00000360 0.00000006 -5418.5322709928 0.000000000160 0.00000191 0.00000003 **** Energy Check signals convergence **** 0.0000025 0.0000 0.0000015 0.0000 0.0000029 0.0000 ***************************************************** * SUCCESS * * SCF CONVERGED AFTER 50 CYCLES * ***************************************************** + Năng lượng cấu trúc ban đầu tối ưu hóa (dịng 568) Total Energy : -5418.53243224 Eh -147445.76348 eV + Năng lượng điểm đơn cấu trúc ban đầu tối ưu hóa (dịng 10117- 10119) FINAL SINGLE POINT ENERGY - 5418.532432236496 - Cấu trúc hình học FeGe2− sau thực phép tính vịng (dòng 10233 – 10241) ************************************************************* * GEOMETRY OPTIMIZATION CYCLE * ************************************************************* CARTESIAN COORDINATES (ANGSTROEM) Fe 0.000000 -0.000000 1.432297 Ge 0.000000 1.180538 -0.550732 Ge 0.000000 -1.180538 -0.550732 P4 + Số vòng lặp SCF: 10 vòng (dòng 462- 527) -5418.5325482733 -0.000000034517 0.00025300 0.00000217 -5418.5325483636 -0.000000090325 0.00006686 0.00000064 -5418.5325483652 -0.000000001553 0.00003014 0.00000026 **** Energy Check signals convergence **** 0.0001158 0.0000 0.0000179 0.0000 0.0000112 0.0000 ***************************************************** * SUCCESS * * SCF CONVERGED AFTER 10 CYCLES * ***************************************************** + Năng lượng cấu trúc tối ưu hóa vịng (dòng 10377) Total Energy : -5418.53271646 Eh -147445.77121 eV + Năng lượng điểm đơn cấu trúc tối ưu hóa vịng (dịng 10397- 10399) FINAL SINGLE POINT ENERGY - 5418.532716458656 … - Cấu trúc hình học sau thực phép tính vòng (dòng 10514 – 10522) ************************************************************* * GEOMETRY OPTIMIZATION CYCLE * ************************************************************* CARTESIAN COORDINATES (ANGSTROEM) Fe 0.000000 0.000000 1.392610 Ge 0.000000 1.232408 -0.530888 Ge 0.000000 -1.232408 -0.530888 + Số vòng lặp SCF: 15 vòng (dòng 462- 527) 12 13 14 -5418.5340015389 -5418.5340015388 -5418.5340015391 0.000000000141 0.00000247 0.00000004 0.000000000093 0.00000093 0.00000002 -0.000000000303 0.00000089 0.00000002 ***DIIS convergence achieved*** 0.0000024 0.0000 0.0000013 0.0000 0.0000014 0.0000 ***************************************************** * SUCCESS * * SCF CONVERGED AFTER 15 CYCLES * ***************************************************** + Năng lượng cấu trúc tối ưu hóa vịng (dịng 12396) Total Energy : -5418.53421218 Eh -147445.81191 eV + Năng lượng điểm đơn cấu trúc tối ưu hóa vòng (dòng 12416- 12418) FINAL SINGLE POINT ENERGY - 5418.534212177907 - Phép tính tối ưu hóa hình học chuyển đổi (dịng 12515- 12517) ***********************HURRAY******************** P5 *** THE OPTIMIZATION HAS CONVERGED *** ************************************************* - Cấu trúc hình học FeGe2− sau vịng (dịng 12535 – 12544) ******************************************************* *** FINAL ENERGY EVALUATION AT THE STATIONARY POINT *** *** (AFTER CYCLES) *** ******************************************************* CARTESIAN COORDINATES (ANGSTROEM) Fe 0.000000 0.000000 1.393250 Ge 0.000000 1.231500 -0.531208 Ge 0.000000 -1.231500 -0.531208 + Số vòng lặp SCF: 10 vòng (dòng 12739- 12761) -5418.5340021062 -5418.5340021150 -5418.5340021154 0.000000004294 0.00007884 0.00000068 -0.000000008778 0.00000982 0.00000012 -0.000000000410 0.00000668 0.00000006 ***DIIS convergence achieved*** 0.0000265 0.0000 0.0000104 0.0000 0.0000025 0.0000 ***************************************************** * SUCCESS * * SCF CONVERGED AFTER 10 CYCLES * ***************************************************** + Năng lượng cấu trúc tối ưu hóa sau vịng (dịng 12801) Total Energy : -5418.53421267 Eh -147445.81193 eV + Năng lượng điểm đơn cấu trúc tối ưu hóa sau vịng kết thúc phép tính tối ưu hóa hình học (dịng 22350- 22354) FINAL SINGLE POINT ENERGY - 5418.534212672110 -*** OPTIMIZATION RUN DONE *** - Tần số dao động phân tử tối ưu hóa hình học (dòng 22456 - 22468) VIBRATIONAL FREQUENCIES 0: 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 192.36 231.68 317.94 cm**-1 cm**-1 cm**-1 cm**-1 cm**-1 cm**-1 cm**-1 cm**-1 cm**-1 - Các kiểu dao động phân tử tối ưu hóa hình học học FeGe2− (dịng 22456 - 22468); Trong đó, kiểu dao động từ đến (hàng ngang) nguyên tử Fe Ge đứng yên P6 -NORMAL MODES -These modes are the cartesian displacements weighted by the diagonal M(i,i)=1/sqrt(m[i]) where m[i] is the mass of the displaced atom Thus, these vectors are normalized but *not* orthogonal 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000002 0.703812 0.000001 -0.551876 0.000002 -0.731841 0.000000 0.000000 0.000000 0.550130 -0.270754 -0.391078 0.212305 0.423103 0.281536 0.000000 0.000000 0.000000 -0.550131 -0.270751 0.391077 0.212302 -0.423105 0.281535 matrix 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 - Cường độ phổ hồng ngoại kiểu dao động (dòng 22501 – 22512) IR SPECTRUM Mode freq (cm**-1) T**2 TX TY TZ 6: 192.36 1.685862 ( 0.000000 -0.000210 -1.298407) 7: 231.68 0.013101 ( -0.000000 -0.114461 -0.000040) 8: 317.94 0.064897 ( -0.000000 -0.000227 0.254750) The first frequency considered to be a vibration is The total number of vibrations considered is - Enthalpy (dòng 22569 – 22578) -ENTHALPY -The enthalpy is H = U + kB*T kB is Boltzmann's constant Total free energy -5418.52820598 Eh Thermal Enthalpy correction 0.00094421 Eh 0.59 kcal/mol Total Enthalpy -5418.52726177 Eh - Entropy (dòng 22585 – 22602) ENTROPY The entropy contributions are T*S = T*(S(el)+S(vib)+S(rot)+S(trans) S(el) - electronic entropy P7 S(vib) - vibrational entropy S(rot) - rotational entropy S(trans)- translational entropy The entropies will be listed as mutliplied by the temperature to get units of energy Electronic entropy 0.00130891 Eh 0.82 kcal/mol Vibrational entropy 0.00256601 Eh 1.61 kcal/mol Rotational entropy 0.01217415 Eh 7.64 kcal/mol Translational entropy 0.01986020 Eh 12.46 kcal/mol Final entropy term 0.03590927 Eh 22.53 kcal/mol - Năng lượng tự Gibbs (dòng 22632 – 22641) GIBBS FREE ENTHALPY The Gibbs free enthalpy is G = H - T*S Total enthalpy -5418.52726177 Eh Total entropy correction -0.03590927 Eh -22.53 kcal/mol Final Gibbs free enthalpy -5418.56317104 Eh - Phép tính kết thúc bình thường dịng 22655, thời gian tính 29 phút 29 giây ****ORCA TERMINATED NORMALLY**** TOTAL RUN TIME: days hours 29 minutes 29 seconds 892 msec Tính lượng điểm đơn FeGe– với CASSCF/CASPT2 phần mềm Molcas 3.1 Tập tin đầu vào (INPUT) trạng thái 2A2 Nội dung ý nghĩa tập tin đầu vào: >>> FOREACH R in (2.232) *>>> Do while #Bắt đầu vòng lặp input số mục #Bắt đầu vịng lặp input để tối ưu hóa hình học &SEWARD &END Symmetry x y expert #Chương trình SEWARD #phép tính đối xứng #Đối xứng qua mặt phẳng yz, xz #Từ khóa buộc chương trình phải tn theo yêu cầu input mà không tự động thay đổi doug high # Douglas−Kroll #SEWARD chọn phân tách tích phân hai electron cách sử dụng độ xác cao (ngưỡng 1.0d-8) phân tách cấu hình Mặc định không phân tách P8 Basis set Fe… / Inline Fe.aug-cc-pwCVTZ-Dk …23s19p11d4f3g.10s9p7d4f3g Fe 0 Angstrom End of basis set Basis Set Ge… / Inline Ge.aug-cc-pVTZ-Dk…21s14p10d2f.7s6p4d2f Ge 0 $R Angstrom End of Basis Set End of Input #Bộ hàm sở #Bộ hàm sở Fe #Hệ tọa độ xyz Fe #kết thúc hàm sở #Bộ hàm sở #Bộ hàm sở Ge #Hệ tọa độ xyz Ge #kết thúc hàm sở #kết thúc input >>copy/home/tan/calc/fege/casvd/2a2/223 #copy file “2232a.rasorb” theo 2a.rasorb INPORB đường dẫn &RASSCF &END Symmetry Spin Nactel 11 0 Frozen 0 0 Inactive 13 5 Ras2 3 Lumorb Linear Orbappear Full End of input #phép tính RASSCF #đối xứng #độ bội spin #số electron hoạt động (11), số lỗ trống Ras1(0), số e chiếm tối đa Ras3(0) #số lượng orbital không tương quan đối xứng (a1, b2 , b , a ) #số lượng orbital không hoạt động đối xứng a1, b2, b1, a2 13,5,5,1 (tổng 24) #số lượng orbital Ras2 đối xứng a1, b2, b1, a2 6,3,3,2 (tổng 14) #input orbital phân tử định dạng FORTRAN với tên tệp INPORB # phân tử hình đường thẳng #yêu cầu mục với xuất orbital output #chọn hình thức bảng #kết thúc input >>copy $Project.RasOrb # copy file từ đường dẫn /home/tan/calc/fege/casvd/2a2/2232a.ras orb >>copy $Project.rasscf.molden /home/tan/calc/fege/casvd/2a2/2232a.mol den &CASPT2 &END Frozen 3 Maxiter 500 #phép tính CASPT2 #số lượng orbital đóng băng đối xứng a1, b2, b1, a2 8,3,3,0 (tổng số orbital 14) # Số vòng lặp thực tối đa 500 P9 #thêm đại lượng giả định sau sử dụng giá trị thực kết lượng bậc hai Thay đổi giả định chọn 0,1 #kết thúc input ImaginaryShift 0.1 End of input # Kết thúc vòng lặp >>> ENDDO 2.2 Tập tin đầu (output) Tập tin output bao gồm 1670 dịng với thơng tin quan trọng sau: - Tập tin đầu vào (input) từ dòng 79- 358 - Phép tính SEWARD dịng 364 - Start Module: seward at Thu Apr 26 15:43:38 2018 - + Các phép tính SEWARD (dịng 384 – 395) SEWARD will generate: Multipole Moment integrals up to order Kinetic Energy integrals Nuclear Attraction integrals (point charge) One-Electron Hamiltonian integrals Velocity integrals Relativistic Douglas-Kroll integrals Cholesky decomposed two-electron repulsion integrals - CD Threshold: 0.10E-07 Integrals are discarded if absolute value > Do while &SEWARD &END symmetry x y expert doug high Basis set Fe / Inline Fe.aug-cc-pwCVTZ-Dk 23s19p11d4f3g.10s9p7d4f3g Fe 0.00000000 0.00000000 1.44948825 Angstrom End of basis set Basis Set Ge / Inline Ge.aug-cc-pVTZ-Dk 21s14p10d2f.7s6p4d2f Ge 0.00000000 1.16194804 -0.61391525 Angstrom End of Basis Set End of Input #Bắt đầu vòng lặp input để tối ưu hóa hình học #Chương trình SEWARD #phép tính đối xứng #Đối xứng qua mặt phẳng yz, xz #Từ khóa buộc chương trình phải tn theo u cầu input mà không tự động thay đổi # Douglas−Kroll #SEWARD chọn phân tách tích phân hai electron cách sử dụng độ xác cao (ngưỡng 1.0d-8) phân tách cấu hình Mặc định khơng phân tách #Bộ hàm sở #Bộ hàm sở Fe #Hệ tọa độ xyz Fe #kết thúc hàm sở #Bộ hàm sở #Bộ hàm sở Ge #Hệ tọa độ xyz Ge #kết thúc hàm sở #kết thúc input >>>copy/home/tan/calc/fege2/ras/c4a2rl.ra sorb INPORB #copy file “c4a2rl.rasorb” theo đường dẫn &RASSCF &END Symmetry #phép tính RASSCF #đối xứng Spin #độ bội spin P14 Nactel 13 Frozen 0 0 Inactive 16 13 Ras2 *5 1 Ras3 *2 2 1 Lumorb Orbappear Full Levelshft 1.2 End of input >>> copy $Project.RasOrb /home/tan/calc/fege2/ras/c4a2rl.rasorb >>> copy $Project.rasscf.molden /home/tan/calc/fege2/ras/c4a2rl.molden &CASPT2 &END Frozen 10 Maxiter 500 ImaginaryShift 0.1 End of input #số electron hoạt động (13), số lỗ trống Ras1(0), số e chiếm tối đa Ras3(2) #số lượng orbital đóng băng đối xứng (a1, b2, b1 , a ) #số lượng orbital không hoạt động đối xứng a1, b2, b1, a2 16, 6,13,4 (tổng 39) #số lượng orbital Ras2 đối xứng a1, b2, b1, a2 6,3,3,2 (tổng 14) #input orbital phân tử định dạng FORTRAN với tên tệp INPORB # phân tử hình đường thẳng #yêu cầu mục với xuất orbital output #chọn hình thức bảng #kết thúc input # copy file từ đường dẫn #phép tính CASPT2 #số lượng orbital không tương quan đối xứng a1, b2, b1, a2 8,3,3,0 (tổng số orbital 14) # Số vòng lặp thực tối đa 500 #thêm đại lượng giả định sau sử dụng giá trị thực kết lượng bậc hai #kết thúc input *&ALASKA &END *End of input *&SLAPAF &END *End of input *>>> EndDo # Kết thúc vòng lặp 3.2 Tập tin đầu (OUTPUT) Tập tin output bao gồm 1947 dịng với thơng tin quan trọng sau: - Nội dung input từ dòng 79-357 - Phép tính SEWARD dịng 364 - Start Module: seward at Sun Jul 21:56:16 2018 - + Các phép tính SEWARD (dịng 381 – 393) P15 + Các thơng tin nhóm đối xứng (từ dịng 394-407) + Các thơng tin hàm sở (từ dịng 414-446) + Các thơng tin cấu trúc phân tử (từ dòng 450-460) + Đối xứng hàm sở (từ dòng 485-487) Basis set specifications : Symmetry species a1 Basis functions 89 b1 50 b2 69 a2 37 + Phép tính SEWARD kết thúc hồn thành phút 21 giây (từ dịng 527-528) - Stop Module: seward at Sun Jul 21:57:38 2018 /rc=_RC_ALL_IS_WELL_ - Module seward spent minute 21 seconds - - Phép tính RASSCF dòng 532 - Start Module: rasscf at Sun Jul 21:57:38 2018 - + Thông tin cấu trúc phân tử (hệ tọa độ Descartes) (dòng 552 – 560) + Các thơng tin tối ưu hóa cấu trúc (từ dòng 588-606) ++ Optimization specifications: -RASSCF algorithm: LK Cholesky Maximum number of macro iterations Maximum number of SX iterations Threshold for RASSCF energy Threshold for max MO rotation Threshold for max BLB element Level shift parameter Make Quasi-Newton update 200 100 0.100E-07 0.100E+00 0.100E-03 0.500E+00 -The MO-coefficients are taken from the file: INPORB Title: RASSCF average (pseudo-natural) orbitals Total molecular charge -1.00 + Phép tính đối xứng (b1) gồm: số vịng lặp RASSCF: thống kê lượng độ hội tụ (từ dòng 631-802); số chiếm orbital hoạt động spin vỏ mở (từ dòng 812-838) Convergence after 162 iterations 163 -465.53727810 -0.37E-08 -0.26E-04 0.47 1.52 QN YES 0:02:47 -0.59E-03 40 ************************************************************************* Wave function printout: occupation of active orbitals, and spin coupling of open shells (u,d: Spin up or down) ************************************************************************* Note: transformation to natural orbitals has been made, which may change the order of the CSFs P16 printout of CI-coefficients larger than 0.05 for root energy= -5465.537278 conf/sym 11111 22 333 44 11 Coeff Weight 812 u220u 22 200 u0 00 0 0.85686 0.73421 827 ud2uu 22 200 u0 00 0 0.05823 0.00339 Natural orbitals and occupation numbers for root sym 1: 0.998442 1.879021 1.963648 0.087493 1.037515 0.008847 0.007677 sym 2: 1.909276 1.937242 0.020773 sym 3: 1.815077 0.167543 0.030603 0.008584 sym 4: 1.035254 0.086048 0.006958 + Năng lượng cuối thu từ phép tính RASSCF (dịng 906) :: RASSCF root number Total energy: -5465.53727810 + Kết cuối thơng tin orbital, tối ưu hóa cấu trúc (dịng 576- 589) ++ Orbital specifications: Symmetry species a1 16 66 89 Frozen orbitals Inactive orbitals Active orbitals RAS1 orbitals RAS2 orbitals RAS3 orbitals Secondary orbitals Deleted orbitals Number of basis functions b1 41 50 b2 13 52 69 a2 30 37 + Orbital phân tử thu từ phép tính RASSCF loại đối xứng (từ dịng 9161462) điện tích phân tử, độ bội spin (từ dịng 1472-1577) + Phép tính RASSCF kết thúc hồn thành 12 53 phút giây (từ dòng 1601-1602) - Stop Module: rasscf at Mon Jul 10:50:42 2018 /rc=_RC_ALL_IS_WELL_ - Module rasscf spent 12 hours 53 minutes seconds - - Phép tính RASPT2 dòng 1608 - Start Module: caspt2 at Mon Jul 10:50:42 2018 - + Phép tính RASPT2 (từ dòng 1630 – 1715) + Kết cuối phép tính RASPT2 (dịng 1717- 1730) FINAL CASPT2 RESULT: Reference energy: E2 (Non-variational): Shift correction: E2 (Variational): Total energy: Residual norm: -5465.5372780994 -0.9379521220 -0.0015052479 -0.9394573698 -5466.4767354692 0.0000006564 P17 Reference weight: 0.80399 Contributions to the CASPT2 correlation energy Active & Virtual Only: -0.2173855694 One Inactive Excited: -0.4120167006 Two Inactive Excited: -0.3085498520 + Năng lượng cuối thu từ phép tính RASPT2 (dịng 1939) Total CASPT2 energies: :: CASPT2 Root Total energy: -5466.47673547 + Phép tính RASPT2 kết thúc hoàn thành 16 phút 54 giây (từ dòng 1943-1944) - Stop Module: caspt2 at Mon Jul 12:07:37 2018 /rc=_RC_ALL_IS_WELL_ - Module caspt2 spent hour 16 minutes 54 seconds - ... VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP - - LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Chuyên ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 8.44.01.19 CẤU TRÚC VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC TRẠNG THÁI SPIN CỦA CLUSTER FeGen? ??/0 (n=1- 2). .. đa cấu hình kì vọng mang đến kết đáng tin cậy việc nghiên cứu cấu trúc lượng trạng thái spin cluster FeGe−/0 FeGe2−/0 Với lý trên, xin chọn đề tài ? ?Cấu trúc lượng trạng thái spin cluster FeGen? ??/0... nghiên cứu cấu trúc hình học cấu trúc electron trạng thái spin thấp cluster VGen−/0 (n=1- 4) [17] Kết cho thấy trạng thái cluster VGe–/0 trạng thái 3A1 (3Δ) 4B1 (4Φ) Độ dài liên kết trạng thái 3A1