Les anions faiblement liés
Weakly bound anions
Guillaume Thiam et Franck Rabilloud (équipe Physico-chimie théorique) ont publié un article intitulé " How accurately can DFT describe non-valence anions ? " dans la revue Journal of Chemical Theory and Computation.
Guillaume Thiam et Franck Rabilloud (Theoretical Physicochemistry team) published an article entitled " How accurately can DFT describe non-valence anions? " in the Journal of Chemical Theory and Computation.
Il existe des classes de molécules capables de lier un électron supplémentaire, via des interactions à longue distance, où l’électron occupe une orbitale diffuse lointaine (≳ 5 Å), bien différente des orbitales localisées des anions de valence.
Décrire ces états, appelés « anions de non-valence », reste un défi. Jusqu’à présent, seules des méthodes quantiques numériquement très lourdes (via une description précise des fonctions d’onde) étaient utilisées par quelques spécialistes. Les chercheurs de l’iLM ont proposé une méthodologie plus « légère » basée sur la DFT et ont montré que les résultats sont de qualité comparable aux calculs de référence. Pour cela, ils se sont appuyés sur les dernières générations de fonctionnelles et sur le développement d’une base d’orbitales adaptées.
Ce travail ouvre une voie pour décrire des anions souvent difficiles à détecter (durée de vie courte) alors qu’ils sont suspectés de jouer un rôle déterminant dans les processus d’attachement dissociatif. Avoir une méthode précise et relativement peu couteuse va permettre d’étudier leur rôle jusqu’ici trop souvent ignoré faute de description quantitative. Les auteurs suggèrent aussi que les données connues sur les anions faiblement liés pourraient aider au développement de futurs potentiels DFT pour améliorer la description des effets non locaux.
Décrire ces états, appelés « anions de non-valence », reste un défi. Jusqu’à présent, seules des méthodes quantiques numériquement très lourdes (via une description précise des fonctions d’onde) étaient utilisées par quelques spécialistes. Les chercheurs de l’iLM ont proposé une méthodologie plus « légère » basée sur la DFT et ont montré que les résultats sont de qualité comparable aux calculs de référence. Pour cela, ils se sont appuyés sur les dernières générations de fonctionnelles et sur le développement d’une base d’orbitales adaptées.
Ce travail ouvre une voie pour décrire des anions souvent difficiles à détecter (durée de vie courte) alors qu’ils sont suspectés de jouer un rôle déterminant dans les processus d’attachement dissociatif. Avoir une méthode précise et relativement peu couteuse va permettre d’étudier leur rôle jusqu’ici trop souvent ignoré faute de description quantitative. Les auteurs suggèrent aussi que les données connues sur les anions faiblement liés pourraient aider au développement de futurs potentiels DFT pour améliorer la description des effets non locaux.
There is a substantial class of molecules that are able to bind an additional electron in a very delocalized and diffuse nonvalence orbital through long-range interactions, i.e. charge-multipole, polarization or dispersion interactions. Such weakly bound anions (the binding energy is typically ∼ 1-100 meV) have been observed for a few tens of molecules. They are called non-valence anions since the electron typically lies at 5-10 Angström from the molecule.
Computing electron binding energies associated with non-valence states is quite challenging and requires non-standard electronic structure methods.
The authors consider here the possibility to use DFT-based calculations. This opens an alternative to the computationally demanding highly correlated method calculations. They also suggest that the study of weakly bound anions could help in the construction of new DFT potentials to study systems where non-local effects are significant.
Computing electron binding energies associated with non-valence states is quite challenging and requires non-standard electronic structure methods.
The authors consider here the possibility to use DFT-based calculations. This opens an alternative to the computationally demanding highly correlated method calculations. They also suggest that the study of weakly bound anions could help in the construction of new DFT potentials to study systems where non-local effects are significant.
