Výpočty elektronové struktury biologicky relevantních komplexů přechodných kovů

Abstract

Porphyrins are an important class of biomolecules, which are heavily studied, both ex- perimentally and computationally. But, despite the intensive efforts, for many questions we still aren't able to consistently find an agreement between theory and experiment. One of the still unresolved issues is the character of the ground state of the Fe(II)-porphyrin molecule. We used a model of the Fe(II)-porphyrin molecule to study the effects of geometrical changes on the spin states. By carrying out extensive DMRG-CASSCF cal- culations topped with TCCSD correlation treatment we are able to link the effects of these geometrical changes to the experimental results, and predict a quintet ground state for the isolated Fe(II)-porphyrin molecule. Also, using a ligated porphyrin belonging to the iron porphyrin carbene class of molecules, we demonstrate by combining the CASSCF and AC0 methods that geometrical changes outside the porphyrin core cannot be over- looked. 1

Porfyriny jsou důležitou skupinou molekul, která je intenzivně studována, jak ex- perimentálně, tak výpočetně. Ale, přes veškerou snahu, u mnoha otázek stále nejsme schopni dosáhnout konzistentní shody mezi teorií a experimentem. Jednou z dosud nevyřešených otázek je charakter základního stavu molekuly Fe(II)-porfyrinu. Použili jsme model molekuly Fe(II)-porfyrinu, na kterém jsme studovali efekt změn geometrie na pořadí spinových stavů. Pomocí rozsáhlých DMRG-CASSCF výpočtů se zahrnutím dynamické korelace metodou TCCSD(T) se nám podařilo spojit efekt těchto geomet- rických změn s experimentálními daty výsledky, a předpovědět, že izolovaná molekula Fe(II)-porfyrinu bude mít kvintetní základní stav. Navíc, s použitím koordinovaného porfyrinu, náležící do skupiny komplexů železnatého porfyrinu s karbenem, ukazujeme, že i geometrické změny mimo porfyrinové jádro nemohou být přehlíženy. 1