Các Đường Đi Phản Ứng và Tính Lồi của Bề Mặt Năng Lượng Tiềm Ẩn: Ứng Dụng của Các Đường Đi Newton

Journal of Mathematical Chemistry - Tập 36 - Trang 307-340 - 2004
Michael Hirsch1, Wolfgang Quapp1
1Mathematical Institute, University of Leipzig, Leipzig, Germany

Tóm tắt

Đường đi phản ứng là một khái niệm quan trọng trong hóa học lý thuyết. Chúng tôi sử dụng các định nghĩa về tọa độ phản ứng nội tại (IRC), cực trị đạo hàm (GE), và quỹ đạo Newton (NT). Trong hóa học, thường có quan niệm rằng một đường đi năng lượng tối thiểu nằm trong vùng lồi của bề mặt năng lượng tiềm ẩn. Chúng tôi mô tả các chế độ khác nhau về tính lồi để giải quyết tình huống này. Kết quả cho thấy rằng NT là giả thuyết tốt nhất cho vấn đề: NT, tăng đơn điệu (hoặc giảm đơn điệu), tự động luôn là pseudo-lồi nghiêm ngặt và đi qua một thung lũng giữa điểm tối thiểu và điểm yên ngựa.

Từ khóa

#đường đi phản ứng #tọa độ phản ứng nội tại #cực trị đạo hàm #quỹ đạo Newton #bề mặt năng lượng tiềm ẩn

Tài liệu tham khảo

P.G. Mezey,Potential Energy Hypersurfaces (Elsevier, Amsterdam,1987). D.Heidrich,The Reaction Path in Chemistry:Current Approaches and Perspectives (Kluwer, Dordrecht,1995). K.Fukui,J.Phys.Chem.74 (1970)4161. I.H. Williams and G.M. Maggiora,J.Mol.Struct.(Theochem)89 (1982)365. R.Czerminski and R.Elber,J.Chem.Phys.92 (1990)5580. W.Quapp, M.Hirsch, O.Imig and D.Heidrich,J.Comput.Chem.19 (1998)1087.340 M.Hirsch and W.Quapp /Pseudo-convexity of PES W.Quapp, M.Hirsch and D.Heidrich,Theor.Chem.Acc.100 (1998)285. W.Quapp, M.Hirsch and D.Heidrich,Theor.Chem.Acc.112 (2004)40. W.Quapp,J.Comput.Chem.22 (2001)537. K. Müller and L.D. Brown,Theor.Chim.Acta 53 (1979)75. M.Hirsch,Zum Reaktionswegcharakter von Newtontrajektorien,Dissertation,(Fakultät für Chemie and Mineralogie, Universität Leipzig,(Dezember 2003).www.mathematic.uni-leipzig.de/MI/quapp/refs mh W.Quapp,J.Theor.Comp.Chem.2 (2003)385. W.Kutzelnigg,Einführung in die Theoretische Chemie (VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1992). W.J. Hehre, L. Radom, P.v.R. Schleyer and J.A. Pople,Ab initio Molekular Orbital Theory (Wiley,New York,Chichester,Brisbane,Toronto,Singapore,1986). H.T. Jongen, P. Jonker and F. Twilt,Nonlinear Optimization in Finite Dimensions-Morse The-ory,Chebychev Approximation,Transversality,Flows,Parametric Aspects (Kluwer, Dordrecht, 2000). J.Milnor,Morse Theory (Princeton University Press,5th Printing,1973). J. Baker and P.M.W. Gill,J.Comput.Chem.9 (1988)465. W.Quapp,J.Chem.Soc.Faraday Trans.90 (1994)1607. J.H. Hubbard and B.H. West,Differential Equations,A Dynamical System Approach,Part I (Springer, New York,1991). W.Quapp,Chem.Phys.Lett.253 (1996)286. J.M. Anglada, E. Besalú, J.M. Bofill and R. Crehuet,J.Comput.Chem.22 (2001)387, J.M.Bofill andJ.M.Anglada,Theor.Chem.Acc.105 (2001)463,R.Crehuet,J.M.Bo ll and J.M.Anglada,Theor.Chem.Acc.107 (2002)130. E.L. Allgower and K. Georg,Numerical Continuation Methods-An Introduction (Springer, Berlin,1990). I.Diener,Globale Aspekte des kontinuierlichen Newtonverfahrens (Habilitation, Göttingen, 1991). F.H. Branin,IBM J.Res.Dev.16 (1972)504. K.Müller,Angew.Chem.92 (1980)1. A.Kiełbasiński and H.Schwetlick,Numerische Lineare Algebra (Deutscher Verl.Wiss., Berlin, 1988). P.G. Mezey, M.R. Peterson and I.G. Csizmadia,Can.J.Chem.5 (1977)2941. S.Pancíř,Collect.Czech.Chem.Comm.40 (1975)1112. M.V. Basilevsky and A.G. Shamov,Chem.Phys.60 (1981)347. W.Quapp,Optimization 52 (2003)317. A.Cambini, E.Castagnoli, L.Martein, P.Mazzoleni and S.Schaible,Generalized Convexity and Fractional Programming in Economic Applications,(Springer, Berlin,1990). P.G. Mezey,Chem.Phys.Lett.87 (1982)277. J.Kurchan and L.Laloux,J.Phys.A 29 (1996)1929. M.Hirsch and W.Quapp,Chem.Phys.Lett.395 (2004)150. W.Quapp,J.Mol.Struct.695-696 (2004)95. V.I. Arnold,Arnold 's Problems (Springer, Berlin,2004). Y.G. Smeyer, M. Villa and M.L. Senent,J.Mol.Spectrosc.177 (1996)66. E.Neria, S.Fischer and M.Karplus,J.Chem.Phys.105 (1996)1902. J.González, X.Giménez and J.M. Bofill,Phys.Chem.Chem.Phys.4 (2002)2921. J.González, X.Giménez and J.M.Bofill,Theor.Chem.Acc.112 (2004)75.