• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권4호
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• pp.794-796
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• 2009

We have studied the structures and stabilities of Au6 to explore the origin of the large discrepancy between relative energies obtained from the density functional theory (DFT) and ab initio correlated levels of theory. The MP2 methods significantly overestimate the stability of the non-planar isomer when the double-$\zeta$ polarization quality of basis sets, such as LANL2DZ+1f and CEP31G+1f, are used. However, we show that such preference for the non-planar structure at the MP2 level mainly originates from the large basis set superposition error.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권8호
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• pp.2228-2234
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• 2010

Theoretical studies have been performed to study the binding characteristics of the alkali metal iodides, M-I (M = Li, Na, K), to poly(ethylene oxide) (PEO, I), poly(ethylene amine) (PEA, II) and poly(ethylene N-methylamine) (PEMA, III) via the B3LYP method. In this study, two types of complexes, singly-coordinated systems (SCS) and doubly-coordinated systems (DCS), were considered, and dissociation energies (${\Delta}E_D$) were calculated both with and without basis set superposition error (BSSE). Two types of counterpoise (CP) approach were investigated in this work, but the ${\Delta}E_D$ values corrected by using the function CP (fCP) correction exhibited an unusual trend in some cases due to deformation of the sub-units. This problem was solved by including geometry relaxation in the CP-corrected (GCP) interaction energy. On the other hand, the effects of the BSSE on the structures were very small when the complexes were re-optimized on the CP-corrected (RCP) potential energy surface (PES), even if the bond lengths between X and $M^+$ ($d_{{X-M}^+}$) and between $M^+$ and $I^-$ ($d_{M^+-I^-}$) were slightly lengthened. Therefore, neither the GCP nor RCP corrections made much difference to the dissociation energies.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권9호
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• pp.1267-1271
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• 2002

The conformation dependences of basis set superposition errors (BSSE) for 1,2-difluoroethane (DFE) and 1,2-dimethoxyethane (DME) molecules have been estimated using counterpoise method at the Moller-Plesset second order perturbation (MP2) level of theory with various basis sets, assuming that all BSSE dependences on conformations are due to the change in CC bond. The BSSE on the energy differences between eclipsed and gauche forms of DFE are in the range of 0.2-1.2 kcal/mol and those between local minima, gauche and anti forms, are less than 0.2 kcal/mol. For the larger DME molecule, the BSSE differences between local minima are still less than 0.4 kcal/mol, but may not be ignored compared to the energy differences of 0.2-3.0 kcal/mol between conformers.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.110-117
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• 2017

Multiscale Simulation은 sub-nano scale의 전자 구조에서부터 macro scale의 multibody system에 이르기까지 다양한 시간/공간 스케일을 관통하는 시뮬레이션 기법이다. 즉, 전자수준에서의 변화로 인한 분자 전체의 구조 변화와 그에 따른 기능의 변화를 알 수 있는 simulation 방법으로 다양한 스케일에서 분자의 정보를 얻을 수 있다는 점에서 최근 중요하게 여겨지는 시뮬레이션 방법 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 몇 가지의 EDISON_CHEM 솔버들을 조합하여 Multiscale Simulation의 가능성을 제시하고자 한다. 또한, 세부적으로 양자계산 시에 어떤 이론을 선택하여 계산하면 더 정확한지, basis set 선택 시 발생하는 basis set superposition error(BSSE)로 인한 분자 수준의 물성의 오차는 어느정도 인지 알아보고자 했다. 본 연구에서는 비교적 간단하지만 온실 가스이자 에너지원으로 각광받고 있는 메탄을 대상으로 하였다. 다양한 시공간 스케일을 다루는 에디슨 솔버들 중에 양자 수준의 계산을 할 수 있는 솔버로는 "GAMESS"를 이용했고, 이 결과를 통해 분자 수준의 물성을 알아보기 위한 솔버로는 "사용자 지정 역장을 사용한 일반 분자동력학(general_MD)"과 "두가지 서로 다른 종류의 LJ입자에 대한 분자동력 시뮬레이션 프로그램(sejong_lj))"을 이용했다. 메탄의 상 전이 과정에 대한 연구 결과 Hartree fock (HF) self-consistent theory를 통해 얻은 force field 보다는 Second-order Møller-Plesset (MP2) perturbation theory로 얻은 force field가 더 정확한 상 전이 온도를 예측한다는 것을 메탄의 coarse-grained simulation을 통해 알 수 있었다. 또한, MP2 이론으로 구한 force field에서 BSSE를 보정해주면 실험적으로 구한 메탄의 상 전이 온도와 더 근사한 값의 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 전자 간의 상호작용을 더 정교하게 계산하는 MP2 이론으로 force field를 구해서 BSSE를 보정해주면 계산의 결과가 정확해진다는 것을 알 수 있었으며 이것이 EDISON_CHEM의 솔버들로 가능하다는 것을 제시하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권10호
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• pp.2897-2902
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• 2010

Seven fully optimized geometries of 3,6-dihydrazino-1,2,4,5-tetrazine (DHT) dimers have been obtained with density functional theory (DFT) method at the B3LYP/$6-311++G^{**}$ level. The intermolecular interaction energy was calculated with zero point energy (ZPE) correction and basis set superposition error (BSSE) correction. The greatest corrected intermolecular interaction energy of the dimers is $-23.69\;kJ{\cdot}mol^{-1}$. Natural bond orbital (NBO) analysis is performed to reveal the origin of the interaction. Based on the vibrational analysis, the changes of thermodynamic properties from the monomers to dimer with the temperature ranging from 200.0 K to 800.0 K have been obtained using the statistical thermodynamic method. It was found that the hydrogen bonds dominantly contribute to the dimers, while the binding energies are not only determined by hydrogen bonding. The dimerization process can not occur spontaneously at given temperatures.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권7호
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• pp.1335-1343
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• 2008

Theoretical studies on the un-catalyzed and catalyzed aminations of ketene with $NH_3$ and $(NH_3)_2$, respectively, were studied using MP2 and hybrid density functional theory of B3LYP at the 6-31+G(d,p) and 6- 311+G(3df,2p) basis sets in the gas phase and in benzene and acetonitrile solvents. In the gas phase reaction, the un-catalyzed mechanism was the same as those previously reported by others. The catalyzed mechanism, however, was more complicated than expected requiring three transition states for the complete description of the C=O addition pathways. In the un-catalyzed amination, rate determining step was the breakdown of enol amide but in the catalyzed reaction, it was changed to the formation of enol amide, which was contradictory to the previous findings. Starting from the gas-phase structures, all structures were re-optimized using the CPCM method in solvent medium. In a high dielectric medium, acetonitrile, a zwitterions formed from the reaction of $CH_2$=C=O with $(NH_3)_2$, I(d), exists as a genuine minimum but other zwitterions, I(m) in acetonitrile and I(d) in benzene become unstable when ZPE corrected energies are used. Structural and energetic changes induced by solvation were considered in detail. Lowering of the activation energy by introducing additional $NH_3$ molecule amounted to ca. −20 $\sim$ −25 kcal/mol, which made catalyzed reaction more facile than un-catalyzed one.

• 대한화학회지
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• 제61권6호
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• pp.328-338
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• 2017

$H_2O_3(H_2O)_n$ (n=1-5) 클러스터들에 대해서 밀도 범함수 이론(DFT)과 순 이론(ab initio) 방법을 cc-pVD(T)Z 바탕집합(basis set)과 함께 사용하여 가능한 여러 구조를 최적화하고 결합에너지와 조화진동수를 계산하였다. $H_2O_3$ 단량체의 경우 CCSD(T)/ccp-VTZ 이론 수준에서 트랜스(trans) 구조가 시스(cis) 구조보다 더 안정한 것으로 계산되었다. 클러스터에 대해서는 MP2/cc-pVTZ 수준까지 분자 구조를 최적화하고 열역학적으로 가장 안정한 분자구조를 예측하였다. 클러스터의 결합에너지는 CCSD(T)//MP2 수준에서 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕집합 중첩에러(BSSE)를 모두 보정한 후 n=1일 때 -6.39 kcal/mol 계산 되었으며 이 같은 결과는 $H_2O$와 $H_2O_2$의 물 클러스터 보다 더 좋은 수소 주게 즉 산(acid)으로서 작용할 것으로 기대된다. 물 분자 1개 당 평균 결합에너지는 n=2의 경우 8.25 kcal/mol, n=3일 때 7.22 kcal/mol, n=4의 경우 8.50 kcal/mol 그리고 n=5의 경우 8.16 kcal/mol로 계산되었다.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.387-396
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• 2015

HOOO-(H₂O)_n (n=1~5) 클러스터에 대해서 다양한 기저집합과 밀도 범함수 이론(DFT) 및 순 이론(ab initio) 방법을 사용하여 가능한 여러 구조를 최적화하고 결합에너지와 조화진동수를 계산하였다. HOOO 단량체의 경우에는 CCSD(T) 이론 수준에서 trans 구조가 cis 구조보다 열역학적으로 더 안정한 것으로 계산되었다. HOOO-(H₂O)_n 클러스터에 대해서는 B3LYP/aug-cc-pVTZ와 CAM-B3LYP/aug-cc-pVTZ 이론 수준에서 분자 구조를 최적화하고 열역학적으로 가장 안정한 분자구조를 예측하였다. HOOO-H₂O 클러스터의 결합에너지는 MP2//CAM-B3LYP 한 점 에너지 계산에서 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕 집합 중첩에러(BSSE)까지 모두 보정한 후 6.05 kcal/mol로 계산되었으며, n=2-5의 경우에는 물 분자의 수가 증가 할수록 물분자 1개 당 평균 결합에너지는 증가하여 약 7.2 kcal/mol의 값으로 수렴하였다.

• 대한화학회지
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• 제61권1호
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• pp.16-24
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• 2017

본 연구는 그래핀과 유사한 2차원 붕소-질소(BN)와 알루미늄-질소(AlN) 시트에 여러 대기 유해 가스($CO_x$, $NO_x$, $SO_x$)가 흡착될 때의 구조적 특징과 결합에너지를 밀도 범함수 이론(DFT)과 MP2 방법을 사용하여 연구하였다. 분자 구조는 $B3LYP/6-31G^{**}$와 $CAM-B3LYP/6-31G^{**}$이론 수준에서 최적화하고, 진동 주파수를 계산하여 열역학적으로 가장 안정한 분자 구조를 확인하였다. 결합에너지는 $MP2/6-31G^{**}$ 이론 수준에서 한 점(single point) 에너지를 계산하고, 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕집합 중첩에러(BSSE)를 모두 보정하였다. BN 시트에 가스의 흡착은 모두 물리흡착으로 예측되었으며, AlN 시트에 대한 가스 흡착은 $CO_x$나 $NO_x$에 대해서는 물리흡착이 그리고 $SO_x$에 대해서는 화학 흡착이 일어날 것으로 예측되었다.