介绍

adf. (阿姆斯特丹密度函数函数)是用于在原子和分子上计算的福特兰植物程序(在气相或溶液中)。它可用于研究这种不同的领域,作为分子光谱,有机和无机化学,晶体学和药物化学。单独的程序频带可用于研究周期系统:晶体,表面和聚合物。 COSMO-RS程序用于计算(混合)流体的热力学性质。

潜在的理论是Kohn-Mhem致密度功能理论(DFT)的方法。这意味着许多电子系统的单电子图片,但原理地产生精确的电子密度(和相关性能)和总能量。

如果ADF是您的新计划,我们建议您仔细阅读这些部分 技术备注,术语,这提出了少数ADF典型方面和术语的讨论。这将有助于您了解并欣赏ADF计算的输出。

自20世纪70年代初以来已开发ADF(当时称为HFS,后来的AMOL,也参见参考文献。[308-310]),主要是分别由两种理论化学组,阿姆斯特丹的Vrije Universite( http://www.chem.vu.nl/en/research/division-theoretical-chemistry/index.asp)和加拿大卡尔加里大学( http://www.cobalt.chem.ucalgary.ca/group/master.html)。其他研究人员也有贡献。作为这些学术发展群体的主要研究工具,ADF在持续发展中,并在学术界留下了坚定的基础。

该计划的商业(出口)版本的维护和分配是由科学计算完成的&造型NV(SCM)( http://www.scm.com)是一家位于阿姆斯特丹的公司,在阿姆斯特丹的理论化学集团中正式分裂,但实际上仍然是其中的一部分。文档如用户手册,安装说明,示例,理论文档可以在SCM网站找到。

基于ADF的研究的出版物应包括对该计划的适当参考。我们建议参考该计划本身以及与其开发和结构相关的出版物。看看 要求引用.

在Amsterdam密度泛函计划包(ADF)的安装在 安装说明。这个用户’■指南介绍如何使用该程序,如何构建输入,生成的文件,等等。 ADF的一些特殊应用描述于 例子.

如果对操作系统(OS)和计算机上的文件系统进行了引用,则使用UNIX类型OSS的术语。

adf. 包在持续开发中,以扩展其功能和适用性,以提高其效率和用户友好性,当然则纠正错误。我们感谢提高软件和文档的意见和建议。

功能

  • 单点计算
  • 几何优化
  • 过渡州
  • 频率和热力学性质
  • 跟踪反应道
  • 计算任何电子配置
  • 励磁能量,振荡器优势,过渡偶极矩,(超级)偏振,范德华色散系数,CD光谱,ORD,使用时间依赖密度泛函理论(TDDFT)
  • ESR(EPR)G-TENTORS,A-TENTORS,NQCCS
  • NMR. 化学换档和旋转旋转耦合常数
  • 各种其他分子特性
  • QM / MM(量子力学/分子力学)混合方法处理大型系统和环境。

适用性

可以使用周期表的所有元素(z = 1-118)。对于每个元素,基准组的不同尺寸可用,从最小到高质量。在Zora方法内提供特殊的基础集,以及需要额外的漫反射基函数的响应计算。

模型汉密尔顿

  • 用于局部密度近似(LDA)的密度函数的选择,用于通用梯度近似(GGA),用于混合函数(不适用于所有属性),以及用于元 - GGA功能(不适用于所有属性)可用的。
  • 旋转:限制或不受限制
  • 相对论效果:使用(现在推荐)zora或(以前使用的)保利形式主义(现在推荐)Zora或(以前使用的)Pauli形式主义的标量近似和旋转轨道(双组对称性)
  • 环境:溶剂效应,均匀电场,点电荷(Madelung Fields),QM / MM方法

分析

  • 债券能量的分解‘chemical’组件(空间相互作用,Pauli排斥,轨道相互作用......)
  • 在分子中的组成化学碎片方面的数据(分子轨道系数,Mulliken群体)与基本基函数的常规表示表示
  • HIRSHFELD分析和Voronoi分析,多极衍生费用以及经典Mulliken群体以及Mayer键订单的原子电荷测定

技术的

  • 该实现基于高度优化的数值积分方案,用于评估FOCK操作员的矩阵元件,涉及电荷密度等的属性积分等。代码已被矢量化和并行化。
  • 基本函数是Slater型轨道(STO)。元素周期表中的每个原子有多个基础集可用的数据库。
  • 通过精确拟合电荷密度来评估库仑电位。
  • 提供冷冻核心设施,用于有效处理内原子壳。
  • 广泛的使用是由点组对称性的。大多数通常遇到的对称组可用。
  • 线性缩放技术用于加速大分子计算

碎片

adf. 具有取向碎片的方法:待计算的多原子系统在概念上从片段中构建,分子单电子轨道被计算为片段轨道的线性组合,以及最终分析。粘合能量符合片段性质。片段可以是单个原子或更大的部分。

当您在其成分片段中计算系统时,必须先计算这些片段,并且必须将其属性传递到当前计算。这是通过附加完成的 片段文件,包含必要的信息。片段文件只是该片段上的ADF计算的标准结果文件。

使用基本原子作为碎片时,您无需自己创建片段文件。相反,您可以使用基本密钥,ADF将自动创建所需的片段文件。因此,我们推荐出于启动ADF用户的此功能。

基本原子

显然,必须有一组没有根据较小碎片定义的基本碎片。因此,ADF具有两种执行方式:使用片段和创建模式,生成基本片段的正常模式。这样一个基本的片段 必须 是单个原子,球形对称和旋转限制(即旋转 - \(\α\) and spin-\(\ beta \) 轨道在空间上相同,它们被同等地占用,如果需要,将分数占用施加,以在对称性 - 退化状态上同样地分配电子。这种基本片段表示为一个 基本原子。基本原子是其中任何最小的构建块‘real’开始计算。

一个人应该意识到基本原子是在计算方法方便的人造物体,但这并不一定是非常好的真实原子(实际上,通常不是根本)。例如,应校正分子相对于碱性原子的粘合能力以获得这种差异,以便对实验数据进行体面比较。见参考。 [1]为了讨论和适用价值的例子。

以常规方式计算基本原子。单电子轨道被确定为基本功能的线性组合;可以施加冷冻核心近似为内原子态;可以选择特定类型的密度函数,等等。例如,通过使用不同的基础集,通过选择不同的冻结核心近似或通过应用不同的密度函数来使用不同的基本铜原子。

自动模式

如果您正在使用‘Basic Atom’仅碎片,您无需自己准备相应的片段文件。相反,将基础块键添加到ADF输入,ADF将为您生成所有所需的片段文件。这使得您的作业脚本和ADF输入更简单,它可确保使用Create运行和分子运行的一致选项,并且您将确保使用的片段文件由ADF的相同版本创建。

Slater-Type基础套装

adf. 使用Slater-Typer轨道(STO’s)作为基本功能。平台可以显示正确的核心尖和渐近腐烂。

\ [f(\ mathbf {r})= y_ {lm} r ^ n e ^ { - \ zeta r} \]

该功能的中心位于核心, \(y_ {lm} \) 是球形谐波和指数因素 \(\ zeta \) (Zeta)确定功能的远程衰减。

adf. 附带了一个彻底测试的基础集文件的数据库,从单Zeta到四元Zeta的质量范围,具有各种漫反射和偏振函数。全电子和冰冻核心基础套装可用于所有元素,包括镧系元素和散曲线。冻结核心近似可用于以受控方式显着降低具有重核的系统的计算时间。