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密度泛函理论是目前研究过渡金属化合物的电子结构及相关性质的比较广泛使用的理论工具。过渡金属键合基序的多样性、过渡金属化合物分子体系相对较大以及较强的静态相关效应为DFT计算提出了很大的挑战,而且对DFT标定的结果表明:所有的泛函在计算某些过渡金属化合物体系时都可能会出现严重误差。因此,使用DFT泛函对体系进行相关计算时,最好先对其进行标定。在本论文中,对不同泛函在过渡金属Zr,Ru,Rh催化反应中的计算结果进行了标定,以期对以后的DFT计算起到指导作用。 (1)采用包含芯-价层电子相关效应的耦合簇CCSD(T)/CBS方法对15种常用泛函在过渡金属Zr参与反应中的反应能垒进行了标定。包括四个不同反应:(a)二茂锆化合物Cp2Zr(H)Cl中的Zr-H键对C=C、C≡C、C=O键的插入;(b)二茂锆化合物Cp2Zr=NH中的Zr=N键活化C-H。标定结果最好的是M06系列的三个泛函M06-L、M06、M06-2X,平均绝对误差都小于2 kcal/mol。标定结果最差的是平均绝对误差大于10 kcal/mol OLYP。同时考虑能垒趋势和系统的能垒偏差,标定结果最好的是M06-2X。DFT经验色散校正DFT-D3对大部分泛函的标定结果起到改进的作用(特别是OLYP和B3LYP)。经过色散校正之后,M06-2X仍然是标定结果最好的泛函。 (2)采用包含芯-价层电子相关效应的耦合簇CCSD(T)-F12b对19种泛函在铂族金属Ru和Rh催化的σ键活化反应的反应能垒和反应能中的计算结果进行了标定,并将平均绝对误差分为以下三类:MUD(Rh)、MUD(Ru)、和MUD(tot)。对于反应能垒的计算结果,三种平均绝对误差小于2 kcal/mol的泛函有:MN12SX< CAM-B3LYP<M06-L<MN12L<M06<ωB97X<B3LYP<LC-ωPBE;而OLYP和BP86是计算结果最差的两个泛函。对于反应能的计算结果,三种平均绝对误差小于2 kcal/mol的泛函有:PBE0<CAM-B3LYP=N12SX;而计算结果最差的泛函是BMK。同时考虑能垒趋势和系统的能垒偏差,M06-L和B3LYP分别是计算Ru和Rh催化反应中反应能垒和反应能最好的泛函。DFT经验色散校正DFT-D3对不同泛函的影响没有一致规律。