Tabla de contenido

Ejercicios de cálculo basados en el caso 1: molécula de benceno.

1.                  Detalles de cálculo.

 

Cartilla de parámetros de cálculo

·     Software: GAMESS y HONDO 8.

·     Hardware: Hewlett Packard.

·     Método de cálculo de las propiedades NLO: FFC (GAMESS), CPHF (HONDO8).

·     Geometría: ver Ilustración V-1. Las coordenadas de los átomos fue tomada de una optimización de geometría hecha en base 6-31G.

·     Base: Ver Tabla VI-1 y comentario.

·     Criterio de convergencia: ver Tabla VI-2 para proceso FFC, 10-10 u.a. para el proceso CPHF.

 

 Tabla VI-1

Etiqueta de referencia

Base fundamental

Orbitales difusos y exponentes según átomo

 

 

C

H

 

 

s

p

d

s

4-31G

4-31G

 

 

 

 

4-31G+SP

0.05

0.05

 

 

4-31G+PD

 

0.05

0.05

 

4-31G+SPS

0.05

0.05

 

0.04

6-31G

6-31G

 

 

 

 

6-31G+SP

6-31G

0.05

0.05

 

 

 

                Para los cálculos FFC, realizados con GAMESS, se ha seleccionando una intensidad de campo de 0.01u.a., dado la flexibilidad que el programa ofrece en ese sentido.

 

2.                  Resultados.

 

                En la Tabla VI-2 se presentan los resultados del cálculo FFC usando GAMESS. Los valores se presentan en u.a.. Se observa la inclusión de criterios de convergencia diferenciales para algunos casos según se explicará más adelante. Se observa también la explicitación sólo de los elementos azz  y gzzzz . Esto es a los efectos del ahorro del tiempo de cálculo, ya que el programa usado requiere un juego de ejecuciones diferentes para el cálculo de la totalidad de los tensores. Hemos elegido los elementos “z-puros” en particular, pues, como se deriva del estudio original del que se desprende este ejercicio, son los que demuestran mayor sensibilidad a la elección de la base, y por lo tanto resultan de mayor importancia para este tipo de análisis.

 

Tabla VI-2

Base

Criterio de convergencia

azz

gzzzz

4-31G

10-10

34.52

3090

4-31G+SP

Aborta programa

Aborta programa

4-31G+PD

4-31G+SPS

6-31G

38.40

5403

6-31G+SP

Aborta programa

Aborta programa

4-31G+SP

10-5

38.54

12260

4-31G+PD

Aborta programa

Aborta programa

 

                En la Tabla VI-3 se presentan los datos obtenido por CPHF con HONDO8 en u.a.. Como se observa se incluyen además <a> y <g>, dado que es posible su obtención justo con el resto de los elementos tensoriales tras una misma sesión de este programa.

 

Tabla VI-3

Base

<a>

azz

<g>

gzzzz

6-31G+PD

60.82

38.32

8550

10234

 

                En cuanto a las referencias experimentales y otros cálculos a los cuales conducirse para hacer la estimación de la bondad de los presentes, remitirse a los datos del apartado correspondiente al caso 1 (pág. 20).

 

3.                  Observaciones.

 

Cartilla de observaciones

·     Sensibilidad de la bondad del cálculo de propiedades NLO a la base elegida, y aún mayor sensibilidad a la inclusión de orbitales difusos.

·     Influencia del criterio de convergencia de los cálculos sobre la culminación exitosa del proceso FFC bajo GAMESS.

·     Idem de la inclusión de ciertos tipos de orbitales difusos.

·     Dependencia de la culminación exitosa de los cálculos del método de cálculo de propiedades NLO y del software empleado.

 

 

                Analizando la Tabla VI-2, obtenemos una serie de observaciones.

 

                En primer lugar se verifica la sensibilidad en el cálculo de propiedades NLO a la base elegida. Aquí se pueden ver desde valores obtenidos con las bases tratadas en el artículo original hasta bases más completas, y se ha verificado la mayor bondad de los resultados aplicando estas últimas (para el criterio de bondad referirse a la tabla de datos experimentales).

También se observa la influencia decisiva de la inclusión de orbitales difusos. Esto se concluye al obtenerse mejores resultados con la 4-31G+SP, que con la 6-31G, siendo esta otra una base fundamental más completa.

 

                También se puede observar la influencia del criterio de convergencia. Algunas veces un criterio más preciso no acarrea un beneficio, sino, por el contrario hace inviable la conclusión normal de los cálculos (pág. 17). Se ve como una reducción de la precisión de tal criterio hace posible llegar a un final correcto del cálculo para la base 4-31G+SP, y sin embargo esta reducción aún no es suficiente para lograr éxito con la 4-31G+PD. Esto a su vez indica la dificultad para la culminación exitosa que al involucrar orbitales difusos D, tienen los procesos FFC de GAMESS.

 

                Las variaciones en efectividad de nuestros cálculos frente a diferentes métodos o programas de cálculo queda en evidencia al observar los resultados por CPHF con HONDO8. Si bien los resultados son de una bondad inferior a alguno de los resultados obtenidos por FFC con GAMESS, sin embargo ha sido posible llegar a la conclusión exitosa de los cálculos con la base 6-31G+PD.

 

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