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Accurate Computed Enthalpies of Spin Crossover in Iron and Cobalt Complexes

机译：铁和钴配合物的自旋交叉的精确计算焓

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Despite their importance in many chemical processes, the relative energies of spin states of transition metalcomplexes have so far been haunted by large computational errors. By the use of six functionals, B3LYP,BP86, TPSS, TPSSh, M06, and MO6L, this work studies nine complexes (seven with iron and two withcobalt) for which experimental enthalpies of spin crossover are available. It is shown that such enthalpies canbe used as quantitative benchmarks of a functional's ability to balance electron correlation in both the involvedstates. TPSSh achieves an unprecedented mean absolute error of ～11 kJ/mol in spin transition energies, withthe local functional MO6L a distant second (25 kJ/mol). Other tested functionals give mean absolute errorsof 40 kJ/mol or more. This work confirms earlier suggestions that 10% exact exchange is near-optimal fordescribing the electron correlation effects of first-row transition metal systems. Furthermore, it is shown thatgiven an experimental structure of an iron complex, TPSSh can predict the electronic state corresponding tothat experimental structure. We recommend this functional as current state-of-the-art for studying spin crossoverand relative energies of close-lyingelectronic configurations in first-row transition metal systems.
机译：尽管它们在许多化学过程中很重要，但迄今为止，过渡金属络合物的自旋态的相对能量一直被大的计算误差所困扰。通过使用六种功能，B3LYP，BP86，TPSS，TPSSh，M06和MO6L，这项工作研究了九种配合物（七种含铁和二种含钴），可利用它们进行自旋交联的实验焓。结果表明，这些焓可以用作在两个参与状态下功能平衡电子相关性的能力的定量基准。 TPSSh在自旋跃迁能量中实现了前所未有的平均绝对误差〜11 kJ / mol，而局部功能MO6L则遥遥领先（25 kJ / mol）。其他测试的功能给出的平均绝对误差为40 kJ / mol或更高。这项工作证实了较早的建议，即10％的精确交换接近最佳，这说明了第一行过渡金属系统的电子相关效应。此外，表明给定铁配合物的实验结构，TPSSh可以预测与该实验结构相对应的电子态。我们建议将此功能用作研究第一行过渡金属系统中紧密电子构型的自旋交叉和相对能量的最新技术。

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