بررسی نظری سیستم F2 محصور شده در C60 از دیدگاه طرح های تقسیم بندی انرژی نظریه تابعی چگالی
محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی
مجتبی علی پور
1
(
دانشگاه شیراز، دانشکده علوم، بخش شیمی، شیراز، ایران
)
کلید واژه: F2@C60, طرح های تقسیم بندی انرژی, انرژی فضایی, انرژی جنبشی غیربرهمکنشی, نظریه تابعی چگالی, انرژی الکتروستاتیک,
چکیده مقاله :
در این تحقیق، دو طرح مختلف تقسیم بندی انرژی از نظریه تابعی چگالی، به نام های طرح های متداول و جدید، جهت بررسی منشأ برهمکنش ها در کمپلکس F2@C60 مورد استفاده قرار گرفته اند. در طرح متداول تقسیم بندی انرژی ، انرژی های جنبشی غیربرهمکنشی، الکتروستاتیک و تبادلی – همبستگی به عنوان اجزای اصلی ایفای نقش می کنند، در حالیکه در طرح جدید انرژی الکترونی کل به مؤلفه های فضایی، الکتروستاتیک و کوانتومی تفکیک می شود. ما دریافتیم که در توافق با یافته های اخیر حالت سه تایی سیستم متشکل از اجزای باردار-F2 و +C60 که بصورت +F2-@C60 نشان داده می شود پایدارترین سیستم مورد مطالعه می باشد. نتایج نشان می دهند که مؤلفه های انرژی حاصل از هر دو طرح می توانند نقش های متفاوتی در پایداری و یا ناپایداری سیستم ها داشته باشند. بررسی های دقیق تر نشان می دهند که انرژی جنبشی غیربرهم کنشی از طرح متداول، انرژی فضایی از طرح جدید و انرژی الکتروستاتیک که بین هر دو طرح مشترک است سهم های قابل توجه ای در انرژی برهمکنش و پایداری سیستم +F2-@C60 دارند. همبستگی هایی منطقی بین انرژی های برهم کنش و مؤلفه های حاصل از هریک از دو طرح نیز مشاهده گردید.
In this work, we propose to use two formalisms of energy partitioning schemes from density functional theory to peruse what energetic components govern the origin of intermolecular interactions in F2@C60 complex. The components in conventional energy partition schemes are the noninteracting kinetic, electrostatic, and exchange-correlation energies, while in the modern approach the total electronic energy is decomposed into three independent components as steric, electrostatic, and fermionic quantum. Different interacting neutral and charged units to form the F2@C60 complexes are considered as working models. With more or less different roles of different energetic terms, it is shown that the noninteracting kinetic, steric and exchange-correlation effects are the dominant factors contributing to the total interaction energy of the most stable complex, namely the triplet state of F2-@C60+ arising from the doublet charged interacting units, F2- and C60+. Reasonable and meaningful relationships among the ingredients of the two partitioning schemes under study have been observed, where the role of the aforementioned contributions is showcased. The findings of this study can pave the way to appreciate important contributions affecting the intermolecular interactions in endohedral complexes not only for future experimental and computational design but also for theoretical developments of novel energy partitioning schemes.
_||_
