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Projekt
Modellierung von London-Dispersionswechselwirkungen in der molekularen Chemie
Antragsteller
Professor Dr. Stefan Grimme
Fachliche Zuordnung
Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
Förderung
Förderung von 2015 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271251207
Die zentralen Leitmotive dieses Projektes sind die exakte Darstellung Londonscher Dispersionswechselwirkungen und deren 'chemische' Analyse mittels moderner quantenchemischer Methoden. Auf unserer Einsicht in und Erfahrung mit dispersionskorrigierten Mean-Field (DFT-D/NL) Methoden fußend werden wir auch weiterhin mit Projekten in drei Bereichen dazu beizutragen, ein gründliches Verständnis und die Fähigkeit der Quantifizierung von Londonschen Dispersionswechselwirkungen in molekularen Systemen zu erreichen: Methodenentwicklung, gemeinschaftliche Anwendungen mit sowie Unterstützung von anderen Teilnehmern in theoretisch schwierigen oder nicht standardgemäßen Fällen. Im Einzelnen werden die folgenden Themen berücksichtigt:- automatische Generierung von Konformationsensembles und Clusterstrukturen sogar für große Systeme mittels eines neuen, separat entwickelten auf einer robusten und genauen Tight-Binding quantenchemischen Methode fußenden zusammengesetzten Verfahrens und dem neuen intermolekularen Kraftfeld,- molekulare Thermochemie in Lösung und Berechnung von Reaktionsbarrieren und -mechanismen mit einem Schwerpunkt auf der Kontrolle von bzw. durch Dispersion,- Energiezerlegungsanalyse von nichtkovalenten Wechselwirkungen, um die Bedeutung von Dispersion insbesondere hinsichtlich Dispersionsenergiedonator (DED) im Vergleich zu anti-DED (destabilisierendem) Verhaltens erkennbar zu machen,- Weiterentwicklung des D4 Modells einschließlich Vielkörperdispersionseffekte- Kopplung der nichtlokalen VV10 Dichtefunktionalmethode mit quantenchemischen Methoden für angeregte Zustände und Interpretation von Experimenten, in denen elektronische Anregungen beteiligt sind (Spektren, Strukturen).Besondere Aufmerksamkeit wird der Wirkung der Dispersion auf die jeweilige chemische Eigenschaft von Belang gewidmet sein. Mit den angewandten dispersionskorrigierten Dichtefunktionalmethoden ist dies sowohl technisch als auch konzeptionell einfach möglich, weil elektronische und Dispersionsenergien als additiv angenommen werden und die Korrektur einfach aus/angeschaltet werden kann. Außerdem erlaubt es das vorgeschlagene D4 Modell (im Vergleich zu D3), die Ladungsabhängigkeit von Dispersionseffekten insbesondere für metallische Systeme sowie eine viel genauere Berücksichtigung der Vielkörperdispersionsenergie zu untersuchen. Die höhere Genauigkeit der neuen DFT-D4 Methoden in Kombination mit verbesserten Samplingtechniken wird zu einer insgesamt erheblich vergrößerten Zuverlässigkeit der Verfahren führen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
