The convexity condition of density-functional theory
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It has long been postulated that within density-functional theory (DFT), the total energy of a finite electronic system is convex with respect to electron count so that 2E(v)[N-0]
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La théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT, sigle pour Density Functional Theory) est une méthode de calcul quantique permettant l'étude de la structure électronique, en principe de manière exacte. Au début du , il s'agit de l'une des méthodes les plus utilisées dans les calculs quantiques aussi bien en physique de la matière condensée qu'en chimie quantique en raison de son application possible à des systèmes de tailles très variées, allant de quelques atomes à plusieurs centaines.
Local-density approximations (LDA) are a class of approximations to the exchange–correlation (XC) energy functional in density functional theory (DFT) that depend solely upon the value of the electronic density at each point in space (and not, for example, derivatives of the density or the Kohn–Sham orbitals). Many approaches can yield local approximations to the XC energy. However, overwhelmingly successful local approximations are those that have been derived from the homogeneous electron gas (HEG) model.
In chemistry, electron counting is a formalism for assigning a number of valence electrons to individual atoms in a molecule. It is used for classifying compounds and for explaining or predicting their electronic structure and bonding. Many rules in chemistry rely on electron-counting: Octet rule is used with Lewis structures for main group elements, especially the lighter ones such as carbon, nitrogen, and oxygen, 18-electron rule in inorganic chemistry and organometallic chemistry of transition metals, Hückel's rule for the π-electrons of aromatic compounds, Polyhedral skeletal electron pair theory for polyhedral cluster compounds, including transition metals and main group elements and mixtures thereof, such as boranes.
The electronic density of states (DOS) quantifies the distribution of the energy levels that can be occupied by electrons in a quasiparticle picture and is central to modern electronic structure theory. It also underpins the computation and interpretation ...
Computational chemistry aims to simulate reactions and molecular properties at the atomic scale, advancing the design of novel compounds and materials with economic, environmental, and societal implications. However, the field relies on approximate quantum ...
EPFL2023
Electronic-structure simulations have been impacting the study of materials properties thanks to the simplicity of density-functional theory, a method that gives access to the ground state of the system. Although very important, ground-state properties rep ...
