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第四章 結果與討論

4.4 對於 pc-type 基底函數組的探討

4.4.1 pc-X 的計算結果

於表55 中,由於 pc0 所使用的極化函數並不多,因此計算上的誤差 值就相當的高,其MUE 為 29.80 kcal/mol,但其計算成本就相對的比較 少,只有DdZ 的 37 %的計算資源;而使用 pc1 計算後的 MUE 為 13.66 kcal/mol,相較 DdZ 的總誤差值 15.81 kcal/mol,減少了 2.15 kcal/mol 的

誤差值,而且計算時間只要cc-pVDZ 的 61 %即可完成;在 pc2 中,其 MUE 為 3.04 kcal/mol,與相對的 TdZ 的總誤差值 3.73 kcal/mol 減少 0.7 kcal/mol 的誤差值,而計算時間只要 TdZ 的 72%;而在 pc3 之中,其 MUE 為1.44 kcal/mol,降至我們所期望的理想值 2 kcal/mol 以下,但是由於 pc3 所包含的極化函數較多,因此使其計算資源大幅增加,因此pc3 的計算 時間為QdZ 的 1.2 倍,是個相當大的基底函數。但是相較 pc1 和 pc2,其

55 B2K-PLYP/ pcX 的計算 Training set 誤差值(in kcal/mol)

Basis Set AE109 IP13 EA13 HTBH38 NHTBH38 MUE(211) Time Ratio pc0 44.11

a Number in parentheses are the RMSD errors.

b α = 2.1, β = 0.7.

c α = 4.3, β = 5.1.

d α = 6.5, β = 7.0.

計算的精準度比起DdZ 和 TdZ 都略高,且計算時間也比較少,因此在計 算上使用pc1 和 pc2 是比較經濟的基底函數。

接著我們使用IB 外插法進行外插,當使用 pc0 和 pc1 進行外插後,

其MUE 降至 4.14 kcal/mol,比起 pc1 的 13.66 kcal/mol 下降約 9.5

kcal/mol,而且與 pc2 的 MUE 相差 1.1 kcal/mol,但其計算成本只需要 pc2 的20%;而使用 pc1 和 pc2 進行外插,其 MUE 降至 2.06 kcal/mol,其值 也近似我們期望的誤差範圍,且與pc3 的 MUE 只相差約 0.5 kcal/mol,

但是其計算成本卻只要pc3 的 5.8%,具有精準度以及低計算資源的方 法;在pc2 和 pc3 的外插效果並沒有相當的明顯,其 MUE 為 1.38

kcal/mol,與 pc3 的 1.44 kcal/mol 相似,但其計算資源為 pc3 的 1.05 倍,

因此在pc[2|3]上並沒有很明顯的效果。

另外還使用的CBS 的三點外插法進行測試,當我們使用 pc0、pc1 和pc2 進行外插,其 MUE 為 8.94 kcal/mol,比起 pc[0|1]的誤差值還要高 出許多;而使用pc1、pc2 和 pc3 外插後的 MUE 為 1.59 kcal/mol,與 pc3 的誤差值還高出0.15 kcal/mol,因此我們研判 CBS 的外插法並不適合套 用在pc-type 的基底函數上。

表56 為利用 Test set 的計算結果。當利用 pc0 進行計算,我們發現 其MUE 高達 24.84 kcal/mol,當中的 DC10 誤差值高達 107.82 kcal/mol,

其計算是相當不準確的;而在pc1 的計算中,其 MUE 為 11.93 kcal/mol,

比pc0 減少了一半誤差值,和相同層級的基底函數 DdZ 的誤差值減少約 1 kcal/mol,而由於 pc1 中包含許多極化函數,因此在 PA8、DC10 和 NCCE31 的計算都較準確;我們也可以發現到 ABDE4 於計算 pc0 比 pc1

56 B2K-PLYP/ pcX 計算 Test set 的誤差值(in kcal/mol)

Basis Set PA8 DC10 ABDE4 NCCE31 MUE(53) MUE(264) pc0 13.45

a Number in parentheses are the RMSD errors.

b α = 2.1, β = 0.7. 差約0.3 kcal/mol,其誤差值是相當接近的。而在九種資料庫的外插結果

中,我們發現利用pc[1|2]計算就能將總誤差值降至 2 kcal/mol 以下,所 以我們也認為pc[1|2]的結果相當不錯。

接著以CBS 三點外插法對 pc0、pc1 和 pc2 進行外插,發現其 MUE 為9.62 kcal/mol,比 pc[0|1]的誤差值高出 4 kcal/mol 以上,而且也比 pc2 的結果高出許多,因此我們認為CBS 不適合運用在 pc0 的基底函數上。