Towards understanding performance differences between approximate density functionals for spin states of iron complexes
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Notice bibliographique
Résumé
Density functional theory has been widely used to investigate the structural and electronic properties of heme-containing proteins such as cytochrome P450. Nevertheless, recent studies have shown that approximate exchange-correlation energy density functionals can incorrectly predict the stability order of spin states in, for instance, iron-containing pyridine and imidazole systems. This raises questions about the validity of earlier theoretical studies. In this work, we systematically investigate a few typical inorganic and organic iron-containing complexes and try to understand the performance difference of various density functionals. Two oxidation states of iron, Fe(II) and Fe(III), with different spin states and both adiabatic and vertical structures are considered. A different description of the outmost molecular orbital is found to play the crucial role. Local density and generalized gradient based functionals bias the lower spin state and produce a more localized frontier orbital that is higher in energy than the hybrid functionals. Energy component analysis has been performed, together with comparison of numerous structural and electronic properties. Implications of the present work to the theoretical study of heme-containing biological molecules and other spin-related systems are discussed.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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