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HMYZ-HUST

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[求助] 密度泛函理论已有2人参与

DFT方法在材料设计，合成模拟和计算等方面都有些用途。。。不久前看完一篇文献，里面的补充材料里有提及到，对于多孔材料的气体吸附也有所涉及。不明白的是，测完BET和Langmuir比表面积后，为什么还要在结构精修的基础上进行DFT计算。。。
关于这方面的讨论，小木虫上比较少，还是请某位大神建个群讨论讨论吧。

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1楼 2016-05-11 20:04:23

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mbchen

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【答案】应助回帖

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冰点降温: 金币+2, ICEPI+1, 应助指数+1, 谢谢专家回帖，辛苦了。 2016-08-23 09:41:49
HMYZ-HUST(冰点降温代发): 金币+10 2016-08-23 09:42:19

密度泛函理论发展到今天，粗看有两类：第一类是电子的密度泛函理论；另一类是介观层次的密度泛函理论，其中的“粒子”实际上是由具体问题决定的体系中的微团，如高聚物中的单体、蛋白质中的氨基酸等。两个领域的人在用两种不同的密度泛函理论。但是，本质上是相通的[3]。

密度泛函理论的前身是1926年L. H. Thomas和1928年E. Fermi对电子层次的微观世界运用半经验和统计的方法，独立提出处理多电子原子的Thomas-Fermi模型[1]。

后来到1964年，P. Hohenberg和W. Kohn仅从量子力学的能量变分原理及Schrödinger方程出发，严格证明了多电子体系的基态能量是电子密度的唯一泛函，在真实的基态电子密度时体系能量泛函必定达到极小。在此基础上逐步建立了电子密度泛函理论[1-3]。W. Kohn的这两篇文章在三十四年后的1998年获得诺贝尔化学奖。

70年代人们发现基础理论之间有惊人的类似，可以把电子领域的密度泛函理论推广到介观层次，严格证明了在液体理论中，经典的Helmholtz自由能、巨势也是体系数密度的唯一泛函。于是密度泛函理论很快就应用到宏观的非均匀流体的领域，现在密度泛函理论是关于稠密液体最成功的严格理论，也是纳米层次唯一的严格理论。[3]

电子密度泛函理论对量子化学、固体物理和液体理论领域产生极大影响。甚至成为对整个化学的理论基础重新反思的动力，R. G. Parr学派利用电子密度泛函理论，把化学最基本的概念——电负性、软硬酸碱建立在第一原理基础上[4]。

无论是多电子体系的密度泛函理论，还是介观层次的密度泛函理论，都是在量子统计力学的基础上发展起来的。现在两者构成了统计力学中的重要部分——密度泛函理论（DFT，density functional theory）。

参考文献
[1] Parr R G, Yang W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules. New York: Oxford University Press, 1989.
[2] Plischke M, Bergersen B. Equilibrium Statistical Physics. 3rd. ed. New Jersey: World Scientific, 2006.
[3] 陈敏伯. 《统计力学：理论化学用书》，北京：科学出版社，2012，第16章。
[4] Geerlings P, de Proft F, Langenaeker W. Chem Rev, 2003, 103: 1793-1873.