Theoretical calculation of the structure and electronic properties of dihydrothymines and dihydrouracils

A number of Wolfsberg-Helmholz (W-H) type calculations for VO(H₂O) ₅ ⁺⁺ are reported. The aim of the work is twofold: to test the viability of single Slater type mimics of SCF orbitals, and to remove a number of the more drastic assumptions in the original Ballhausen-Gray (B-G) calculations. It is shown that single Slater type orbitals may be obtained in such a way as to more or less reproduce results of W-H calculations using SCF-functions. It is shown that removal of B-G approximations does not change the relative one-electron MO ordering of the B-G scheme; however, the energy gaps between the levels are changed considerably. The effects of displacing the vanadyl group from the equatorial plane are shown to be important.

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Zusammenfassung Eine Anzahl von Wolfsberg-Helmholz (W-H) Rechnungen für VO(H₂O) ₅ ⁺⁺ sind durchgeführt worden, um einerseits SCF-adjustierte einfache Slaterfunktionen zu testen und andererseits eine Anzahl von Vereinfachungen der ursprünglichen Rechnungen von Ballhausen u. Gray (B-G) zu eliminieren. Es zeigt sich, daß es einfache Slaterfunktionen gibt, die bei Rechnungen nach W-H ähnliche Ergebnisse wie SCF-Funktionen liefern, und daß Rechnungen mit und ohne den Näherungen von B-G die gleiche Reihenfolge der MOs, aber verschiedene Einteilchenenergien liefern. Die Verschiebung der Vanadylgruppe aus der horizontalen Ebene heraus beeinflußt die Elektronenstruktur stark.

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Résumé Un nombre de calculs d'après Wolfsberg-Helmholz (W-H) est exécuté sur VO(H₂O) ₅ ⁺⁺ pour tester des fonctions simples de Slater représentantes des orbitales SCF, et pour éliminer un certain nombre d'hypothèses du calcul original de Ballhausen-Gray (B-G). Il est démontré que des simples STO sont obtenables qui produisent environ les resultats d'un calcul W-H à l'aide des fonctions SCF, et que les calculs soit avec soit sans approximation B-G donnent le même ordre de MO mais une énergie différente. L'effet de délocalisation de la group Vanadyl du plan horizontal est montré d'être très important pour la structure électronique.

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This work was supported by research grants from the United States Atomic Energy Commission — Biology Branch and The National Science Foundation.