Pople-Basen
Die Pople-Basen sind in der Computerchemie verwendete Basissätze, die für das s- und p-Orbital jeweils die gleiche Radialfunktion verwenden.[1] Die inneren Atomorbitale (AOs) werden durch STO-NG-Basissätze dargestellt während die Valenzorbitale durch eine Split-Valence-Basis dargestellt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einer, gegenüber den reinen STO-NG-Basissätzen, erhöhten radialen Flexibilität.[1]
Nomenklatur
Die allgemeine Bezeichnung der Basissätze ist X-YZG. Hierbei steht das X für die Anzahl primitiver Gaussianer (primitive Gauß-Funktionen), die jede Kernatomorbitalbasisfunktion umfassen. Y und Z zeigen an, dass die Valenzorbitale jeweils aus zwei Basisfunktionen zusammengesetzt sind. Die erste Basisfunktion besteht aus einer Linearkombination von Y primitiven Gaußfunktionen. Die zweite Basisfunktion besteht entsprechend aus einer Linearkombination von Z primitiven Gaußfunktionen. Die Verwendung von Linearkombinationen ist notwendig, da die primitiven Gauß-Funktionen in Kernnähe ein anderes Verhalten zeigen als Atomorbitale die durch Slater-Orbitale dargestellt werden, durch die Linearkombination wird dieser Fehler minimiert. In diesem Fall impliziert das Vorhandensein von zwei Zahlen nach dem Bindestrich, dass dieser Basissatz ein Split-Valenz-Basissatz ist.[2][3]
Ein sogenannter Split-Valence-Basissatz verwendet für Atomorbitale der inneren Schale jeweils eine kontrahierte Gauß-Funktion, die Valenzorbitale werden aber durch zwei kontrahierte Gauß-Funktionen charakterisiert. Vereinfacht gesagt handelt es sich um die Kombination eines minimalen und eines Double-Zeta-Basissatzes.
6-31G Basissatz
Der 6-31G Basissatz ist mit Sicherheit einer der am häufigsten verwendeten Basissätze. Sechs primitive Gauß-Funktionen bilden (bzw. kontrahieren zu) die Basisfunktion für die Kernorbitale. Die Valenzorbitale werden aus (3+1) primitiven Gauß-Funktionen gebildet (bzw. kontrahiert); die erste Basisfunktion setzt sich aus der Linearkombination dreier primitiver Gauß-Funktionen zusammen während die zweite Basisfunktion der Valenzorbitale aus einer primitiven Gauß-Funktion gebildet wird. Die Verwendeten primitiven Gauß-Funktionen sind Gauß-Orbitale.[1]
Zusätze
- */** (nach dem G, also z. B. 6-31G* oder 6-31G** ) deuten auf die Verwendung zusätzlicher Polarisationsfunktionen (mit d-Symmetrie) hin.[1] Ein Sternchen bedeutet, dass alle Atome außer Wasserstoff Polarisationsfunktionen erhalten; zwei Sternchen bedeuten, dass alle Atome inklusive des Wasserstoffs Polarisationsfunktionen erhalten.
- +/++ (vor dem G, also z. B. 6-31+G oder 6-31++G ) deuten auf die Verwendung zusätzlicher diffuser Orbitale vom s- und p-Typ hin. Sie sind für die Beschreibung von elektronenreichen Systemen und Anionen notwendig.[1]
Die beschriebenen Zusätze sind für andere Basissätze genau so zu lesen.
Heutige Verwendung
Pople-Basissätze sind etwas veraltet, da korrelationskonsistente oder polarisationskonsistente Basissätze bei ähnlichen Ressourcen typischerweise bessere Ergebnisse liefern. Bei ihrer Verwendung ist zu beachten, das einige Pople-Basen schwerwiegende Mängel aufweisen, die zu falschen Ergebnissen führen können.
Einzelnachweise
- Kunz, Roland W.: Molecular Modelling für Anwender : Anwendung von Kraftfeld- und MO-Methoden in der organischen Chemie. Teubner, Stuttgart 1991, ISBN 3-519-03511-1, S. 123–124.
- Aron J. Cohen, Paula Mori-Sánchez, Weitao Yang: Challenges for Density Functional Theory. In: Chemical Reviews. Band 112, Nr. 1, 22. Dezember 2011, ISSN 0009-2665, S. 289–320, doi:10.1021/cr200107z (acs.org [abgerufen am 4. Juli 2018]).
- Basis Sets | Gaussian.com. Abgerufen am 4. Juli 2018 (amerikanisches Englisch).