《基於局域相關的量子化學新方法及套用》是依託南京大學，由黎書華擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：基於局域相關的量子化學新方法及套用
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：黎書華
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目致力於發展基於局域相關的量子化學新方法和新算法，為常規量子化學方法難以處理的體系的電子結構計算提供理論工具。在塊相關框架下，發展描述基態的多體微擾(BCPT)和耦合簇(BCCC)方法和描述激發態的組態相互作用(BCCI)方法。另外，進一步完善適合大分子體系的CIM 和GEBF兩種線性標度算法，拓展其套用範圍。對BCPT和BCCC方法，擬發展GVB-BCPT和GVB-BCCC方法，並推廣至更普適情形，以處理強關聯電子體系。對BCCI方法，擬發展GVB-CIS和更普適的BC-CIS方法，以描述具有雙激發特徵或有顯著多參考特徵的低激發態。對CIM方法，擬發展CIM-X (X=MP2,CCSD)的能量導數算法，以用於結構最佳化、頻率和性質計算。對GEBF方法，發展適用於周期性體系的算法和相應的動力學模擬和蒙特卡洛算法，以用於固體和溶液體系的電子結構計算和動力學模擬。
結題摘要
本項目中，發展了多種量子化學方法，包括用於強關聯體系的多參考方法、用於大體系的線性標度方法、用於化學反應路逕自動搜尋的方法，並利用這些方法開展了一些套用研究。項目所取得的主要成果包括：1) 對強關聯體系, 發展了大分子體系GVB波函式的高效計算方法, 基於GVB參考態的DMRG-BCPT2方法和基於CASSCF參考態的外矯正耦合簇方法, 套用於計算具有多參考特徵的分子的電子結構; 2) 對大分子和凝聚相體系, 進一步發展和完善了基於能量的分子片(GEBF)和分子中的簇(CIM)方法, GEBF方法可用於各類分子體系的能量、結構、核磁和動力學計算, 也可用於分子或離子晶體的基態能量和振動光譜計算，實現了分子或離子晶體的高精度電子相關計算；3) 對凝聚相體系的局域電子激發態，發展了基於局域激發近似的TDFDT或TDHF方法，和基於能量分塊的激發態計算方法。將它們用於計算溶液和分子晶體的電子吸收和發射光譜；4) 發展了將分子動力學模擬和反應坐標牽引相結合的（MD/CD）反應路逕自動搜尋方法,用於化學反應或催化劑的設計。開展了量子化學計算驅動的合成化學研究，發現了“雙路易斯鹼協同均裂硼-硼鍵”的活化模式，設計和開發了系列C-C偶聯新反應和路易斯酸催化的新反應。本項目的研究成果共發表論文41篇，其中項目負責人通訊作者論文38篇，主要發表在國際重要期刊上，如Acc. Chem. Res., WIREs Comput. Mol. Sci., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc.，J. Chem. Theory Comput.等。基於該項目的成果，項目負責人黎書華教授在國內外重要學術會議上作邀請報告26 次，並主持了兩次理論化學國際會議。項目負責人2017年當選國際量子分子科學院院士。
