探討N7方法隨分子所含重原子數增加的時間變化

1.方法VS.重原子數(單位:秒)

  TPSSKCIS/MG3S MP2/DIDZ MP2/MG3S MP4SDQ/6-31G(2df,p) QCISD(T)/6-31G(d)
2 7.2 3 10 6.2 32.6
4 17.6 5.6 20 27.6 32
6 108.8 16.2 154.8 251.2 346
8 268.6 46.2 493.2 987.6 1421.8

這個表是分別用5個分子來計算所得的時間平均值,若以橫列來看,含相同的重原子數,

大致上計算所耗的時間為MP2/DIDZ < MP2/MG3S < MP4SDQ/6-31G(2df,p) <

QCISD(T)/6-31G(d) ,也就是隨使用的方法越高階所花費的計算時間也越多;若以直行來

看,單一方法隨重原子數增加計算時間也越多,除了在QCISD(T)/6-31G(d)那一行含重原

2個的分子反而比含重原子4個的分子計算時間長,應該是因為所選的分子太小和對稱性

原因所造成的,而基本上含重原子2、4個分子計算時間都還算少,到了含6個重原子的計

算時間則有遽增的現象,因為分子越來越大的緣故所造成。

 

2.時間加總

N7 2 4 6 8
時間加總 59 102.8 877 3217.4
比例 1.00 1.74 14.86 54.53

將所有方法的計算時間加總起來,而比例是重原子數4、6、8個分子時間加總值相對於

重原子數2個的時間加總值,4個的計算時間約為2個的2倍,而從6個開始計算時間增加

不少,應該在4到6個分子間有個轉折點,表示從含6個分子開始分子數所含的原子數及對

稱性問題等,造成時間計算花費越來越多。

3.成分比例

成分比例 TPSSKCIS/MG3S MP2/DIDZ MP2/MG3S MP4SDQ/6-31G(2df,p) QCISD(T)/6-31G(d)
2 12.20% 5.08% 16.95% 10.51% 55.25%
4 17.12% 5.45% 19.46% 26.85% 31.13%
6 12.41% 1.85% 17.65% 28.64% 39.45%
8 8.35% 1.44% 15.33% 30.70% 44.19%

從橫列來看,可看出QCISD(T)/6-31G(d)所花費的時間都是佔最大的,而MP4SDQ/6-31G(2df,p)

2個那列比例反而比MP2/MG3S低,雖然MP4SDQ比MP2方法高階,但MG3S basis set

6-31G(2df,p) basis set 大,所以所花費的時間反而是MP2/MG3S比較多,不過隨重原子數增加

MP4SDQ/6-31G(2df,p)所佔的計算比例越來越大,顯示出大致上MP4SDQ/6-31G(2df,p)是比

MP2/MG3S高階的方法。

 

 4.MP4SDQ/6-31G(2df,p) QCISD(T)/6-31G(d) 比例做圖

 從第3個表可發現隨重原子增加MP4SDQ/6-31G(2df,p)QCISD(T)/6-31G(d)的比例

大致上隨重原子數增加而增加QCISD(T)/6-31G(d)所佔的比例皆是最大的

另外從圖中可發現雖然MP4SDQ/6-31G(2df,p)的計算比例隨重原子數增加而增加

但所增加的幅度並沒有比QCISD(T)/6-31G(d)可以推知含重原子數8個以上

的分子計算時間比例還是以QCISD(T)/6-31G(d)佔最多