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研究生:潘品睿
研究生(外文):Piin-Ruey Pan
論文名稱:評估各類密度泛函近似在 water dimer cation 的 Hemibonded 結構的表現
論文名稱(外文):Assessment of density functional approximations for the hemibonded structure of water dimer radical cation
指導教授:蔡政達蔡政達引用關係
指導教授(外文):Jeng-Da Chai
口試委員:林倫年江志強
口試委員(外文):Michitoshi HayashiJyh-Chiang Jiang
口試日期:2012-05-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:101
語文別:英文
論文頁數:42
中文關鍵詞:半鍵結帶正電雙水分子密度泛函
外文關鍵詞:Hemibondwater dimer cationionized water dimerdensity functional theory
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因為一般密度泛函的自我作用誤差 (self-interaction errors) 在水的 hemibond 結構特別大,造成一般的密度泛函無法成功地將 (H 2 O)2+ 的 hemibond 結構,游離成 H2O 與 H2O + 。故分子束縛能的定義 (用 (H 2 O)2+ 的能量扣掉 H2O 與 H2O+ 的能量),對 (H2O)2+ 來說,並不全面適用:即使一些密度泛函能給出正
確的 (H2O)2+ hemibond 結構的束縛能,但在計算此結構的游離曲線時,會給出較淺的位能;更甚者,許多密度泛函會預測該結構的游離曲線上,會出現一個屏障。出現這個屏障,是完全不合理的。這對想要用這些密度泛函來做分子動力學 (Molecular Dynamics) 的人來說,會造成非常嚴重的後果。因為用這些密度泛函算出來的 (H2O)2+ ,只要越過該屏障,很容易就會游離。為了比較不同的密度泛函在 (H2O)2+ 的表現,我們提供了三種不同的標準:(1) 分子束縛能。(2)
(H2O)2+ 的兩種構型與它們之間的過渡態,這三者之間的相對能量差。(3) 各種不同密度泛函,預測 (H2O)2+ 的游離曲線。我們發現,在這三個標準之中,平均表現最好的,莫屬 wB97X-2(LP) 了。此外,我們也解釋了:為何長距離修正的密度泛函 (long-range corrected hybrid functionals),不若一般的全域密度泛函(global
hybrid functionals) 一樣,會錯誤地預測 (H2O)2+ 的游離曲線上,有一個假的屏障。

The reason why many exchange correlation functionals fail to give correct binding energies for the hemibonding structures of the ionized water clusters can be traced back to the dissociation behaviors of the hemibonded systems predicted by the exchange correlation functionals, since nearly most of the exchange-correlation functionals cannot predict that the hemibonded structure of the water dimer radical cation will dissociate into H2O and H2O+. Thus, the definition of the binding energies is unfair somehow: Although the previous suggested functionals such as BH&HLYP and MPW1K can give accurate equilibrium binding energies of the hemibonding structure, they fail to predict the correct dissociation limits. This will result in a potential curve which is too shallow. Thus, the hemibonded structure calculated by those functionals is much easier to dissociate than it actually should be. Therefore we propose three different criteria to reexamine the water dimer radi-cal cation: (i) The binding energies, (ii) the relative energies between the conformers of the ionized water dimer and (iii) the dissociation behaviors predicted by various exchange correlation functionals. We find that the functional which behaves well all over these three criteria is the wB97X-2 functional. Reasons that LC hybrid functionals generally work better than conventional density functionals for hemibonded systems is also explained in this work.

1 Introduction 7
2 The Hartree-Fock Theory 10
3 Density Functional Theory 13
3.1 The Kohn-Sham Scheme 13
3.2 The Exchange-Correlation Functionals 15
3.2.1 The Local Density Approximation (LDA) 15
3.2.2 The Generalized Gradient Approximations (GGAs) 15
3.2.3 The Hybrid Functionals 16
4 Results and Discussion 17
4.1 Criterion I: Binding Energies 17
4.2 Criterion II: Relative energies 19
4.3 Criterion III: Dissociation behavior 21
5 Summary and Conclusions 37
Bibliography 39

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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無相關論文
 
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2. 王健文:〈帝國秩序與族群想像:帝制中國初期的華夏意識〉,《新史學》16卷4期,2005年,頁195-220。
3. 宋鼎宗:〈論語「夷狄之有君不如諸夏之亡」解〉,《中國國學》16期,1988年,頁235-239。
4. 李隆獻:〈四夷觀念辨析〉,《孔孟月刊》23卷3期,1989年,頁11-14。
5. 杜正勝:〈西周封建的特質:兼論夏政商政與戎索周索〉,《食貨月刊》9卷5-6期,1979年,頁194-216。
6. 杜正勝:〈周秦民族文化「戎狄性」的考察:兼論關中出土的「北方式」青銅器〉,《大陸雜誌》87卷5期,1993年,頁1-25。
7. 杜正勝:〈歐亞草原動物文飾與中國古代北方民族之考察〉,《中央研究院歷史語言研究所集刊》64本2分,1993年,頁231-408。
8. 杜正勝:〈中國古代社會多元性與一統化的激盪:特從政治與文化的交涉論〉,《新史學》11卷2期,2000年,頁1-39。
9. 谷瑞照:〈先秦時期的夷夏觀念〉,《復興崗學報》17期,1977年,頁149-178。
10. 邢義田:〈古代中國及歐亞文獻、圖像與考古資料中的「胡人」外貌〉,《國立臺灣大學美術史研究集刊》9期,2000年,頁15-100。
11. 芮逸夫:〈釋兄弟之國:兼論中國古代諸父的稱謂〉,《清華學報》新2卷2期,1961年,頁77-90。
12. 陳昭容:〈秦公簋的時代問題:兼論石鼓文的相對年代〉,《中央研究院歷史語言研究所集刊》64本4分,1993年,頁1077-1120。
13. 陳昭容:〈從青銅器銘文看兩周漢淮地區諸國婚姻關係〉,《中央研究院歷史語言研究所集刊》75本4分,2004年,頁635-697。
14. 陳槃:〈春秋時代的教育〉,《中央研究院歷史語言研究所集刊》45本4分,1974年,頁731-812。
15. 魏千鈞:〈左傳諸侯五月而葬說考辨〉,《中國文學研究》31期,2011年,頁1-36。