Ab Initio correlated all electron Dirac-Fock calculations for eka-francium fluoride (E119F)

Abstract

Results obtained with correlated 4-component Dirac-Fock calculations for element E119 (eka-francium) fluoride with stable and accurate basis set (prolapse-free) are reported in this work. At CCSD(T) level, the equilibrium distance Re, harmonic frequency ωe and dissociation energy De are 2.432 Å, 354.97 cm-1 and 116.92 kcal mol-1, respectively. A 4-component prolapse free basis set for E119, an accurate analytical potential energy curve and vibrational spectra from CCSD(T) data are also reported. Our results suggest that E119F should be less ionic than lighter alkaline fluoride homologues, in contrast to the common chemical belief based on periodic trends - it would be expected in this molecule the most ionic bond possible. We also found that the charge model correction to neglect SS integrals leads to negligible errors and speed up calculations close to three times at CCSD(T) level and close to 4 times at DFT/B3LYP level.

Resultados obtidos por cálculos Dirac-Fock correlacionados de 4 componentes para o fluoreto do elemento E119 (Eka-Frâncio) com base estável e precisa, livre de prolapso variacional, são reportados neste trabalho. No nível CCSD(T), a distância de equilíbrio Re, frequência harmônica ωe e energia de dissociação De são 2,432 Å, 354,97 cm-1 e 116,92 kcal mol-1, respectivamente. Também são reportados base livre de prolapso variacional de 4 componentes para o elemento 119, uma curva analítica de energia potencial precisa e o espectro vibracional a partir dos dados obtidos no nível CCSD(T). Nossos resultados sugerem que a molécula E119F deva ser menos iônica que seus fluoretos alcalinos homólogos mais leves, em contraste com o senso químico comum baseado nas propriedades periódicas - era de se esperar nesta molécula a ligação química mais iônica possível. Também encontramos que a correção do tipo modelo de carga para negligenciar as integrais do tipo SS resulta em erros insignificantes e acelera os cálculos cerca de 3 vezes no nível CCSD(T) e cerca de 4 vezes no nível DFT/B3LYP.