Сравнительное исследование DFT функционалов и базисных наборов для описания люминесцентных спектров шестикоординационных комплексов кремния
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v84.i1.07Ключевые слова:
метод DFT, шестикоординационные комплексы кремния, пиридинсодержащие лиганды, электронные спектры поглощенияАннотация
Данная статья приводит сравнительное исследование DFT функционалов - B3LYP, BHandHLYP и CAM-B3LYP в совокупности с базисными наборами - 6‑311++g(d,p), cc-pVDZ и cc-pVTZ для описания люминесцентных спектров оптимизированных структур нейтральных шестикоординационных комплексов кремния. Было выполнено сравнение точности расчета полученных теоретических данных электронных спектров поглощения исследуемых структур, с известными экспериментальными данными. Для проведения сравнительных расчетов с экспериментальными значениями, рассмотрена нейтральная оптимизированная кластерная структура шестикоординационного комплекса Si(bzimpy)2, содержащего 2,6-бис(бензимидазол-2’-ил) пиридин лиганда. Сравнение спектров поглощения, структуры Si(bzimpy)2 показало, что применение базисного набора 6‑311++g(d,p) в совокупности с функционалом B3LYP дает наилучшее согласие с экспериментальными данными. На основе полученных результатов исследования, было выполнено сравнение спектров поглощения других кремниевых соединений - Si(bzimpyMeO)2, Si(bzimpyMe2)2 и Si(bzimpyMeOMe2)2. Сравнительные графики рассматриваемых структур, показали близость расположения интенсивных пиков по всем рассматриваемым четырем структурам. Таким образом можно сказать, что функционал B3LYP дает наилучшее согласие с экспериментальными данными для нейтральных шестикоординационных комплексов кремния. Данное исследование показывает, что при более детальном исследовании спектров поглощения, можно отметить, что применение базисного набора 6‑311++g(d,p) в совокупности с функционалом B3LYP дают наиболее точные значения.
Библиографические ссылки
2 L. Zhang, L.-L. Wang and D.-C. Fang, ACS Omega. American Chemical Society (ACS), 7(7), 6133–6141 (2022).
3 M. Nechaev, Organometallics, 40(20), 3408–3423 (2021).
4 A. Musawwir et al., Comput. Theor. Chem., 1201, 113271 (2021).
5 B. E. Jesse, A. C. Bushnell, Quantum Chem., 122(9), 26874 (2022).
6 S. A. Tarleton et al., J. Phys. Chem. A., 126(3), 435–443 (2022).
7 M. Chołuj et al., J. Chem. Theory Comput. American Chemical Society, 18(2), 1046–1060 (2022).
8 J. C. A. Prentice, A. A. Mostofi, J. Chem. Theory Comput., 17(8), 5214–5224 (2021).
9 Y. J. Chen et al., ACS Earth Sp. Chem., 4(2), 311–320 (2020).
10 D. B. Axel, J. Chem. Phys.,140, 18A301 (2014).
11 K. Burke, J. Chem. Phys., 136(15), 150901 (2012).
12 Z. Zara et al., J. Mol. Struct. Elsevier, 1149, 282–298 (2017).
13 A.N. Bimukhanov, collection of materials XIV International scientific conference of students and young scientists «Ǵylym Jane Bilim - 2019», 381 (2019) (In Russ).
14 A.N. Bimukhanov, A.A. Aldongarov and T.A. Schmedake, Eurasian Journal of Physics and Functional Materials, 3(2), 183-190 (2019).
15 A.A. Aldongarov, A.N. Bimukhanov, Bulletin of L.N. Gumilyov Eurasian National University. Physics. Astronomy Series, 132, 59-66 (2020).
16 M. Kocherga et al., Chem. Commun., 54(100), 14073–14076 (2018).
17 A. K. Jen, V. P. Rao, K. Y. Wong and K. J. Drost, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1, 90–92 (1993).
18 A. Janaki, V. Balachandran and A. Lakshmi, Indian J. Pure Appl. Phys., 51, 601–614 (2013).
19 K. Garrett et al., J. Chem. Theory Comput., 10, 3821–3831 (2014).
20 T. L. Kinnibrugh et al., Organometallics, 28, 1350–1357 (2009).
21 F. Meyers et al., J. Am. Chem. Soc., 116, 10703–10714 (1994).
22 S. S. Mao et al. // Chem Mater., 10, 146–155 (1998).
23 Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B. Gaussian 09, Revision C.01. - Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2010.
24 A. D. Becke, J. Chem. Phys., 98, 5648 (1993).
25 C. Lee et al., // Phys. Rev., 37, 785 (1988).
26 P. J. Stephens et al., J. Phys. Chem., 98, 11623 (1994).
27. T. Yanai, D. P. Tew and N. C. Handy, Chem. Phys. Lett., 393(1–3), 51–57 (2004).
28 A. D. McLean, G. S. Chandler, J. Chem. Phys., 72, 5639-48 (1980).
29 R. Krishnan, J. S. Binkley, R. Seeger, and J. A. Pople, J. Chem. Phys., 72, 650-54 (1980).
30 J. P. Blaudeau, M. P. McGrath, L. A. Curtiss and L. Radom, J. Chem. Phys., 107, 5016-21 (1997).
31 A. J. H. Wachters, J. Chem. Phys., 52, 1033 (1970).
32 P. J. Hay, J. Chem. Phys., 66, 4377-84 (1977).
33 K. Raghavachari, G. W. Trucks, J. Chem. Phys., 91, 1062-65 (1989).
34 R. C. Jr. Binning, L. A. Curtiss, J. Comp. Chem., 11, 1206-16 (1990).
35 M. P. McGrath, L. Radom, J. Chem. Phys., 94, 511-16 (1991).
36 L. A. Curtiss et al., J. Chem. Phys., 103(14), 6104-13 (1995).
37 T. H. Jr. Dunning, J. Chem. Phys., 90, 1007-23 (1989).
38 R. A. Kendall, T. H. Jr. Dunning, R. J. Harrison, J. Chem. Phys., 96, 6796-806 (1992).
39 D. E. Woon, T. H. Jr. Dunning, J. Chem. Phys., 98, 1358-71 (1993).
40 K. A. Peterson, D. E. Woon and T. H. Jr. Dunning, J. Chem. Phys., 100, 7410-15 (1994).
41 A. K. Wilson, T. van Mourik and T. H. Jr. Dunning, J. Mol. Struct. (Theochem), 388, 339-49 (1996).
42 E. R. Davidson, Chem. Phys. Lett., 260, 514-18 (1996).
43 GaussView, Version 6.1, Roy Dennington, Todd A. Keith, and John M. Millam, Semichem Inc., Shawnee Mission, KS, 2016.
44 M. Kocherga et al., Mater. Adv., 3, 2373–2379 (2021).
