Systematic construction of basis sets for the quantum chemical calculation of molecular electric properties: application to dihalogens XY (X,Y=F, Cl, Br and I)

The purpose of the present doctoral dissertation is the design, with optimization of one or two simultaneously Gaussian-type function exponents on small and very large basis sets of atomic orbitals for dihalogens . (X = F, Cl, Br, I and Υ = F, Cl, Br, I). These optimized basis sets are used for the calculation of electric multiple moments (dipole, quadrupole, octapole and hexadecapole) and (hyper)polarisabilities of XY. The effect of the bond length is studied with ab initio and DFT (Density Functional Theory) methods. These basis sets are also used for the ab initio calculation of electric properties of one-dimensional nanostructures, 1D nanowires with building blocks dihalogenes FY (Υ= F, Cl, Br, I). The evolution of electric properties is studied as a function of the building blocks number.Σκοπός της παρούσης διδακτορικής διατριβής είναι ο σχεδιασμός, με ταυτόχρονη βελτιστοποίηση ενός ή και δύο ταυτόχρονα εκθετών συναρτήσεων πόλωσης, γκαουσιανών (Gaussian type functions, GTF) συνόλων βάσεων ατομικών τροχιακών (basis sets) μικρού και πολύ μεγάλου μεγέθους για τα διαλογόνα ΧΥ (X = F, Cl, Br, I και Υ = F, Cl, Br, I). Βελτιωμένες βάσεις ατομικών τροχιακών χρησιμοποιήθηκαν περαιτέρω για τον υπολογισμό των ηλεκτρικών πολυπολικών ροπών (διπολική έως δεκαεξαπολική) καθώς και των (υπερ)πολωσιμοτήτων των διαλογόνων XY. Μελετήθηκε επίσης επίδραση του μήκους του δεσμού για όλες τις ανωτέρω ιδιότητες με τη χρήση μεθόδων ab initio και Density Functional Theory (DFT). Οι βάσεις χρησιμοποιήθηκαν επίσης στον ab initio υπολογισμό των ηλεκτρικών ιδιοτήτων προτύπων μονοδιάστατων αλυσίδων-νανοδομών (one-dimensional nanostructures, 1D nanowires) της μορφής FY (Υ= F, Cl, Br, I). Μελετήθηκε η εξέλιξη των ηλεκτρικών ιδιοτήτων τους ως συνάρτηση του αριθμού των δομικών μονάδων