3d过渡金属参与的有机化学反应的密度泛函标定研究

项目名称： 3d过渡金属参与的有机化学反应的密度泛函标定研究

项目编号： No.21473215

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈辉

作者单位： 中国科学院化学研究所

项目金额： 86万元

中文摘要： 发展地壳中含量丰富的3d过渡金属参与的有机化学反应和转化是最近过渡金属有机均相催化研究的一大趋势。虽然在4d、5d过渡金属化学中广泛应用并取得了成功，密度泛函方法在3d过渡金属体系中应用的可靠性还存在一些不确定性。本项目拟采用高级别从头计算单参考和多参考方法系统地对3d过渡金属参与的有机化学反应进行密度泛函标定研究，探索其中的规律。将重点考察开壳层自旋电子态能差，反应能垒，反应能等描述化学反应的重要参数。这一研究计划旨在弄清和提高密度泛函方法在3d过渡金属参与的有机化学反应中的可靠性，为具体计算中最佳近似泛函的选择提供更多的参考，促进密度泛函方法在该领域中更成功的应用。

中文关键词： 密度泛函理论；从头计算；计算化学；化学反应；3d过渡金属

英文摘要： Developing organic reactions and transformations mediated by earth abundant 3d transition metals is one of the new trends in homogenous catalysis. Despite great success of density functional theory (DFT) methods in 4d and 5d transition metal chemistry, the reliability of DFT methods in 3d transition metal systems is still not fully established. By using high level single reference and multi-reference ab initio methods, in this proposal, we plan to systematically calibrate the performance of various commonly used approximate density functionals in organic reactions mediated by 3d transition metals, and explores the trends and rules found therein. The emphasis will be put on the spin state energetics, reaction barriers, and reaction energies, which are important in theoretical description of the reaction. The aim of this proposal is to uncover and enhance the reliability of DFT methods, and to help choosing more appropriate functionals in particular applications, thus assisting the more successful application of DFT methods in the field of computational study on organic reactions mediated by 3d transition metals.

英文关键词： DFT;ab initio calculation;computational chemistry;chemical reaction;3d transition metals