A Comparison of the Accuracy of Semi-empirical PM3, PDDG and PM6 methods in Predicting Heats of Formation for Organic Compounds



Título del documento: A Comparison of the Accuracy of Semi-empirical PM3, PDDG and PM6 methods in Predicting Heats of Formation for Organic Compounds
Revista: Journal of the Mexican Chemical Society
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000377250
ISSN: 1665-9686
Autores: 1
2
1
Instituciones: 1Nanjing University of Science and Technology, School of Chemical Engineering, Nanjing, Jiangsu. China
2Xi'an Modern Chemistry Research Institute, Laboratory of Science and Technology on Combustion and Explosion, Xi'an, Shaanxi. China
Año:
Periodo: Abr-Jun
Volumen: 58
Número: 2
Paginación: 223-229
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español Se calcularon los calores de formación en fase gaseosa (HOF) de 390 compuestos orgánicos agrupados en 18 familias de compuestos con química cuántica, utilizando los métodos semiempíricos PM3, PDDG y PM6. Los valores calculados de HOFs fueron comparados con los valores experimentales correspondientes, con el fin de evaluar la precisión de los métodos para describir cada una de las diferentes familias de compuestos. Para esto, los valores calculados y experimentales de HOF fueron ajustados a una línea recta por el método de mínimos cuadrados, las ecuaciones de ajuste fueron utilizadas como curvas de calibración. Estas curvas muestran que para 10 familias de compuestos, el método PM6 es el mejor; mientras que el PDDG es mejor para 7 familias de compuestos orgánicos y, el PM3 es bueno sólo para los aminoácidos. De manera general, el método PM6 predice con mejor aproximación los valores de HOF con un desviación media promedio (WTMAD) de 0.4 kJ/mol, un valor 2.4 kJ/mol menor que el que presentan los métodos PM3 y PDDG. Por otra parte, se muestra que el PDDG es el mejor método para diferenciar los isómeros, con un desviación media promedio (MAD) más pequeña para la energía de isomerización en 7.8 kJ/mol y 11.0 kJ/mol, con respecto a PM3 and PDDG, respectivamente. A través de la calibración, los valores de MADs obtenidos para PM3, PDDG y PM6 para la mayoría de los compuestos estudiados disminuyeron de 0.1 a 18.2 kJ/mol, con excepción para el PM3 de las aminas, PDDG para los ácidos carboxílicos y el PM6 para los éteres
Resumen en inglés Gas phase heats of formation (HOF) of 18 kinds of 390 organic compounds were calculated by quantum chemical calculation using semi-empirical PM3, PDDG and PM6 methods. The calculated HOFs were compared with the experimental data to illustrate the accuracy for different kinds of organics. Furthermore, the calculated values were linearly fitted with experimental values using the least square method, and were afterward substituted into the fitted regression equations to obtain the calibrated ones. The results show that, for 10 kinds of the selected organics, PM6 is more accurate, and PDDG is more accurate for 7 kinds of organics, while PM3 is only good for amino acid. As a whole, PM6 predicts the HOFs more accurately, with its weighted total mean average deviation (WTMAD) being 0.4 kJ/mol and 2.4 kJ/mol smaller than those of PM3 and PDDG, respectively. On the other hand, our results show that PDDG is the best to differentiate the isomers, with its mean average deviation (MAD) for isomerization energy being 7.8 kJ/mol and 11.0 kJ/mol smaller than PM6 and PM3, respectively. After the calibration, the values of MADs from the PM3, PDDG and PM6 results for most organics are reduced by 0.1 to 18.2 kJ/mol, with exceptions of the PM3 for amines, PDDG for carboxylic acids, and PM6 for ethers
Disciplinas: Química
Palabras clave: Fisicoquímica y química teórica,
Calor de formación,
Compuestos orgánicos,
Orbitales moleculares,
Regresión lineal
Keyword: Chemistry,
Physical and theoretical chemistry,
Formation heat,
Organic compounds,
Molecular orbitals,
Linear regression
Texto completo: Texto completo (Ver HTML)