MCDHF/DC+B-justierte Pseudopotentiale für Lanthanoiden und quantenchemische Untersuchungen von Lanthanoidverbindungen mit ungewöhnlicher Elektronenstruktur

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Dolg
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260639137

Relativistische energie-konsistente small-core (28 Rumpfelektronen) ab initio Pseudopotentiale sollen für die Lanthanoiden La (Z=57) bis Lu (Z=71) aus Referenzdaten von Multi-Konfigurations-Dirac-Hartree-Fock-Rechnungen mit selbstkonsistenter Behandlung des Dirac-Coulomb-Hamiltonoperators und störungstheoretischer Behandlung der Breitwechselwirkung im Grenzfall kleiner Frequenzen abgeleitet werden. Das Ziel ist eine Genauigkeit von unter 0.01 eV für die Gesamtenergien verschiedener Konfigurationen, die vom neutralen Atom bis zu hochgeladenen Ionen mit Löchern in den Semi-Rumpforbitalen 4s, 4p, 4d, 5s und 5p gehen. Generalisiert-kontrahierte Basissätze aus natürlichen Orbitalen mit bis zu Quadruple-Zeta-Qualität sollen für ein- und zweikomponentige Rechnungen abgeleitet werden. Die Pseudopotentiale werden in atomaren sowie molekularen (ausgewählte Monohydride, Monofluoride, Monooxide) korrelierten Rechnungen gegen entsprechende ab initio Allelektronenreferenzdaten und experimentelle Daten, soweit vorhanden, kalibriert. Die Pseudopotentiale sollen zur Untersuchung von Lanthanoidenverbindungen mit ungewöhnlichen Bindungsverhältnissen eingesetzt werden, z. B. den Sandwichkomplexen Cer-bis(pentalen), Cer-tris(cyclopentadienyl)-Kation und Cer-bis(Phthalocyanin) sowie dem zweiatomigen Molekül Ytterbiummonoxid.Im ersten Fall soll die Oxidationsstufe des Cer untersucht werden. Es soll geprüft werden, ob das Molekül ähnlich einem Ce(3+)-Kondo-System einen offenschaligen Singulett-Grundzustand besitzt, wie es bei Cer-bis(cyclooctatetraen), Cerocen, der Fall ist.Im zweiten Fall soll untersucht werden, ob eine Konfigurationsmischung von Unterkonfigurationen mit 13 und 14 Elektronen in der 4f-Schale des Ytterbium zu den ungewöhnlichen spektroskopischen Konstanten des 0+-Grundzustandes führt, der eine für Yb(2+) 4f13 6s1 O(2-) typische Bindungslänge und eine für Yb(2+) 4f14 O(2-) typische Schwingungsfrequenz aufweist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen