5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.2. Phương pháp tính toán lý thuyết sử dụng phần mềm Gaussian
Phần mềm Gaussian tính toán dựa trên nhiều mô hình lý thuyết khác nhau, thường được gọi là mô hình hóa học. Mô hình hoá học này được đặc trưng bởi phương pháp lý thuyết và hệ hàm cơ sở [1].
* Phương pháp lý thuyết
Bộ phần mềm Gaussian chứa một hệ thống từ thấp đến cao các thủ tục tính toán tương ứng với các phương pháp gần đúng khác nhau, còn được gọi là mức lý thuyết. Một số phương pháp thường được sử dụng: phương pháp trường tự hợp Hartree – Fock (HF), phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT), phương pháp lý thuyết nhiễu loạn Moller – Plesset bậc 2 (MP2), phương pháp lý thuyết nhiễu loạn Moller – Plesset bậc 4 (MP4)…
Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) với độ chính xác chấp nhận được. Lý thuyết phiếm hàm mật độ DFT là một lý thuyết được dùng để mô tả các tính chất của hệ electron trong nguyên tử, phân tử, vật rắn... trong khuôn khổ của lý thuyết lượng tử. Trong lý thuyết này, các tính chất của hệ N electron được biểu diễn qua hàm mật độ electron của toàn bộ hệ (là hàm của 3 biến tọa độ không gian) thay vì hàm sóng (là hàm của 3N biến tọa độ không gian). Vì vậy, lý thuyết hàm mật độ có ưu điểm lớn (và hiện nay đang được sử dụng nhiều nhất) trong việc tính toán các tính chất vật lý cho các hệ cụ thể xuất phát từ những phương trình rất cơ bản của vật lý lượng tử.
Các phương pháp DFT thường dùng gồm: BLYP, B3LYP, BHandHLYP và BP86. Phương pháp B3LYP chứa phiếm hàm hỗn hợp B3, trong đó phiếm hàm tương quan GGA là phiếm hàm LYP, thường được sử dụng nhất vì kết quả tin cậy hơn.
* Hệ hàm cơ sở:
Hệ hàm cơ sở là sự biểu diễn toán học của các orbital phân tử. Một hệ hàm cơ sở có thể được xem như là sự giới hạn từng điện tử vào một vùng không gian riêng biệt. Hệ hàm cơ sở càng lớn thì các điện tử càng ít bị giới hạn về vị trí không gian và do đó, các orbital phân tử được mô tả càng chính xác.
Các hệ hàm cơ sở sử dụng cho phương pháp tính toán cấu trúc điện tử dựa trên sự kết hợp tuyến tính của các hàm Gaussian để xây dựng các orbital phân tử. Bộ phần mềm Gaussian chứa nhiều hệ hàm cơ sở, nó có thể được phân loại theo số và loại của hàm cơ sở (basis function) chứa trong chúng. Các hệ hàm cơ sở ấn định một nhóm các hàm cơ sở cho mỗi nguyên tử trong một phân tử để mô tả các orbital của nó.