Application of the polynomial hartree-fock generator coordinate method in atomic and molecular properties

As propriedades atômicas e moleculares foram obtidas pelos conjuntos de base gerados pelo Método da Coordenada Geradora Hartree-Fock Polinomial de qualidade 5Z para os átomos da primeira fila e 7Z para átomos da segunda fila da Tabela Periódica. Os resultados obtidos são comparados com os conjuntos de base de Pople (6-311G**) e de Dunning (cc-pVDZ, cc-pVTZ e cc-pVQZ, aug-cc-pVDZ e aug-cc-pVTZ), além dos conjuntos de base de Jorge (DZP, TZP e QZP), gerados pelo Método da Coordenada Geradora Hartree-Fock Melhorado. Dessa forma, tanto a acurácia na construção dos conjuntos de base é avaliada como a eficiência da abordagem polinomial. Propriedades de energia total, zero-point vibrational energy - ZPVE, comprimento de ligação, ângulo de ligação, momento de dipolo elétrico e polarizabilidade foram comparadas entre os conjuntos de base em nível de teoria MP2, CCSD(T) e DFT usando funcionais B2PLYP e B3LYP. Os conjuntos de bases gerados para moléculas neutras apresentaram vantagens significativas no tempo computacional para as maiores moléculas calculadas em comparação a conjuntos de base de qualidade quadruple-Zeta. Os mesmos resultados foram observados para os demais níveis de teoria sem grandes discrepâncias no cálculo de energia, compensando a variação no ganho do tempo computacional significativo gerado pelos conjuntos de base do MCG-HFp. O fator de escala gerou valores de ZPVE competitivos em relação aos conjuntos de base triple-Zeta para métodos DFT e CCSD(T) e próximos aos experimentais. Isso fez com que resultados de energia de atomização, mesmo com grandes variações entre os conjuntos de base, apresentassem resultados próximos aos experimentais, incluindo resultados obtidos em nível MP2. Para distância de ligação, os valores se aproximaram dos obtidos pelos conjuntos de base triple-Zeta. Comportamento similar aos observado pelo cálculo de ângulo de ligação em nível B2PLYP e B3LYP. Um comparativo da ação das funções de polarização entre os conjuntos do MCG-HFp para moléculas neutras e aniônicas são os resultados de momento de dipolo e polarizabilidade, que demonstram resultados próximos aos conjuntos triple-Zeta, para moléculas neutras, e apresentou discrepâncias nos resultados das aniônicas, objetivando futuros estudos e modificações em sua estrutura de polarização, apesar da grande vantagem no tempo computacional em relação aos conjuntos de base quadruple-Zeta. As moléculas neutras apresentaram-se bem competitivas em relação ao ganho no tempo computacional no cálculo das propriedades para um conjunto de base de maior qualidade em relação as comparadas, uma vez que conjuntos de base de qualidade quintuple-zeta demandam recurso computacional oneroso, impossibilitando seu cálculo. Dessa forma, o MCG-HFp é um conjunto de base promissor pelo tempo computacional e pouco recurso que exige nos cálculos de propriedades atômicos e moleculares.The atomic and molecular properties were obtained using basis sets generated by the Polynomial Hartree-Fock Generating Coordinate Method of quality 5Z for atoms in first row and 7Z for atoms in second row of the Periodic Table. The results are compared with the basis sets of Pople (6-311G **) and Dunning (cc-pVDZ, cc-pVTZ and cc-pVQZ, aug-cc-pVDZ and aug-cc-pVTZ), besides Jorge\'s basis sets (DZP, TZP and QZP). The latter were generated by the Improved Hartree-Fock Generating Coordinate Method. Thus, both the accuracy in the construction of the basis sets and the efficiency of the polynomial approach. Total energy, zero-point vibrational energy - ZPVE, bond length, bond angle, electrical dipole moment, and polarizability were all compared among the basis set from MP2, CCSD (T) and DFT using B2PLYP and B3LYP level of theory. The basis sets generated for neutral molecules showed significant advantages in computational time for the largest calculated molecules in comparison to quadruple-Zeta quality base sets. The same results were observed for the other levels of theory without major discrepancies in the energy calculation, compensating for the significant variation in the gain of computational time generated by the MCG-HFp basis sets. The scale factor generated competitive ZPVE values in relation to the triple-Zeta basis sets for DFT and CCSD (T) methods, and those were close to the experimental values. This caused atomization energy results, even with great variations among basis sets, to also show results close to the experimental values, including results obtained at the MP2 level. For bond distance, the values were near to those obtained by the triple-Zeta basis sets. This behavior was similar to that observed by calculating the connection angle at B2PLYP and B3LYP levels. A comparative of the action of the polarization functions between the MCG-HFp sets for neutral and anionic molecules are result of dipole moment and polarizability, which demonstrate values close to those from triple-Zeta sets for neutral molecules, and showed discrepancies in the results of the anionic, aiming at future studies and modifications in their polarization structures, despite the great advantage in computational time in relation to quadruple-Zeta base sets. The neutral molecules were very competitive regarding the gain in computational time in the calculation of properties for a base set of higher quality in relation to those compared, since basis sets of quintuple-zeta quality demand costly computational resources, making it impossible to calculate. Thus, the MCG-HFp is a promising basis set due to the computational time and little resource that it requires in the calculation of atomic and molecular properties