Energetic Information from Information-Theoretic Approach in Density Functional Theory as Quantitative Measures of Physicochemical Properties
Notice bibliographique
Résumé
The Hohenberg–Kohn theorem of density functional theory (DFT) stipulates that energy is a universal functional of electron density in the ground state, so energy can be thought of having encoded essential information for the density. Based on this, we recently proposed to quantify energetic information within the framework of information-theoretic approach (ITA) of DFT ( J. Chem. Phys . 2022, 157, 101103). In this study, we systematically apply energetic information to a variety of chemical phenomena to validate the use of energetic information as quantitative measures of physicochemical properties. To that end, we employed six ITA quantities such as Shannon entropy and Fisher information for five energetic densities, yielding twenty-six viable energetic information quantities. Then, they are applied to correlate with physicochemical properties of molecular systems, including chemical bonding, conformational stability, intermolecular interactions, acidity, aromaticity, cooperativity, electrophilicity, nucleophilicity, and reactivity. Our results show that different quantities of energetic information often behave differently for different properties but a few of them, such as Shannon entropy of the total kinetic energy density and information gain of the Pauli energy density, stand out and strongly correlate with several properties across different categories of molecular systems. These results suggest that they can be employed as quantitative measures of physicochemical properties. This work not only enriches the body of our knowledge about the relationship between energy and information, but also provides scores of newly introduced explicit density functionals to quantify physicochemical properties, which can serve as robust features for building machine learning models in future studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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 | 0,001 |
| 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 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».