An interface between the APMO code and the electronic structure package MOLPRO is presented. The any particle molecular orbital APMO code [González et al., Int. J. Quantum Chem.108, 1742 (2008)] https://doi.org/10.1002/qua.21584 implements the model where electrons and light nuclei are treated simultaneously at Hartree-Fock or second-order Möller-Plesset levels of theory. The APMO-MOLPRO interface allows to include high-level electronic correlation as implemented in the MOLPRO package and to describe nuclear quantum effects at Hartree-Fock level of theory with the APMO code. Different model systems illustrate the implementation: 4He2 dimer as a protype of a weakly bound van der Waals system; isotopomers of [He–H–He]+ molecule as an example of a hydrogen bonded system; and molecular hydrogen to compare with very accurate non-Born-Oppenheimer calculations. The possible improvements and future developments are outlined.

1.
S.
Grebenev
,
J. P.
Toennies
, and
A. F.
Vilesov
,
Science
279
,
2083
(
1998
).
2.
P.
Jungwirth
and
A. I.
Krylov
,
J. Chem. Phys.
115
,
10214
(
2001
).
3.
D.
López-Durán
,
M. P.
de Lara-Castells
,
G.
Delgado-Barrio
,
P.
Villarreal
,
C.
Di Paola
,
F. A.
Gianturco
, and
J.
Jellinek
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
053401
(
2004
).
4.
M. P.
de Lara-Castells
,
D.
López-Durán
,
G.
Delgado-Barrio
,
P.
Villarreal
,
C.
Di Paola
,
F. A.
Gianturco
, and
J.
Jellinek
,
Phys. Rev. A
71
,
033203
(
2005
).
5.
M. P.
de Lara-Castells
,
G.
Delgado-Barrio
,
P.
Villarreal
, and
A. O.
Mitrushchenkov
,
J. Chem. Phys.
125
,
221101
(
2006
).
6.
M. P.
de Lara-Castells
,
P.
Villareal
,
G.
Delgado-Barrio
, and
A. O.
Mitrushchenkov
,
J. Chem. Phys.
131
,
194101
(
2009
).
7.
M. P.
de Lara-Castells
and
A. O.
Mitrushchenkov
,
J. Phys. Chem. Lett.
2
,
2145
(
2011
).
8.
N. F.
Aguirre
,
P.
Villarreal
,
G.
Delgado-Barrio
,
A. O.
Mitrushchenkov
, and
M. P.
de Lara-Castells
,
Chem. Phys. Lett.
555
,
12
(
2013
).
9.
10.
I. L.
Thomas
,
Chem. Phys. Lett.
3
,
705
(
1969
).
11.
I. L.
Thomas
and
H. W.
Joy
,
Phys. Rev. A
2
,
1200
(
1970
).
12.
I. L.
Thomas
,
Phys. Rev. A
3
,
565
(
1971
).
13.
14.
D. M.
Bishop
and
L. M.
Cheung
,
Phys. Rev. A
16
,
640
(
1977
).
15.
H. J.
Monkhorst
,
Phys. Rev. A
36
,
1544
(
1987
).
16.
L.
Wolniewicz
,
J. Chem. Phys.
99
,
1851
(
1993
).
17.
M.
Cafiero
,
S.
Bubin
, and
L.
Adamowicz
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
5
,
1491
(
2003
).
18.
S.
Bubin
,
M.
Cafiero
, and
L.
Adamowicz
,
Adv. Chem. Phys.
131
,
377
(
2005
).
19.
S.
Bubin
,
M.
Pavanello
,
W. C.
Tung
,
K. L.
Sharkey
, and
L.
Adamowicz
,
Chem. Rev.
113
,
36
(
2013
).
20.
E.
Mátyus
and
M.
Reiher
,
J. Chem. Phys.
137
,
024104
(
2012
).
21.
A. D.
Bochevarov
,
E. F.
Valeev
, and
C. D.
Sherrill
,
Mol. Phys.
102
,
111
(
2004
).
22.
M.
Goli
and
S.
Shahbazian
,
Theor. Chem. Acc.
131
,
1208
(
2012
).
23.
M.
Tachikawa
,
K.
Mori
,
H.
Nakai
, and
K.
Iguchi
,
Chem. Phys. Lett.
290
,
437
(
1998
).
24.
H.
Nakai
,
Int. J. Quantum Chem.
107
,
2849
(
2007
).
25.
H.
Nakai
,
K.
Sodeyama
, and
M.
Hoshino
,
Chem. Phys. Lett.
345
,
118
(
2001
).
26.
H.
Nakai
,
Int. J. Quantum Chem.
86
,
511
(
2002
).
27.
H.
Nakai
and
K.
Sodeyama
,
J. Chem. Phys.
118
,
1119
(
2003
).
28.
H.
Nakai
,
M.
Hoshino
,
K.
Miyamoto
, and
S.
Hyodo
,
J. Chem. Phys.
122
,
164101
(
2005
).
29.
H.
Nakai
,
M.
Hoschino
,
K.
Miyamoto
, and
S.-a.
Hyodo
,
J. Chem. Phys.
123
,
237102
(
2005
).
30.
M.
Hoshino
and
H.
Nakai
,
J. Chem. Phys.
124
,
194110
(
2006
).
31.
B.
Sutcliffe
,
J. Chem. Phys.
123
,
237101
(
2005
).
32.
M.
Hoshino
,
H.
Nishizawa
, and
H.
Nakai
,
J. Chem. Phys.
135
,
024111
(
2011
).
33.
H.
Nishizawa
,
M.
Hoshino
,
Y.
Imamura
, and
H.
Nakai
,
Chem. Phys. Lett.
521
,
142
(
2012
).
34.
H.
Nishizawa
,
Y.
Imamura
,
Y.
Ikabata
, and
H.
Nakai
,
Chem. Phys. Lett.
533
,
100
(
2012
).
35.
T.
Ishimoto
,
M.
Tachikawa
, and
U.
Nagashima
,
Int. J. Quantum Chem.
109
,
2677
(
2009
).
36.
T.
Udagawa
and
M.
Tachikawa
,
Multi-Component Molecular Orbital Theory
(
Nova Science Publishers
,
New York
,
2009
).
37.
M.
Tachikawa
and
K.
Osamura
,
Theor. Chem. Acc.
104
,
29
(
2000
).
38.
M.
Tachikawa
,
K.
Mori
,
K.
Suzuki
, and
K.
Iguchi
,
Int. J. Quantum Chem.
70
,
491
(
1998
).
39.
M.
Tachikawa
,
K.
Taneda
, and
K.
Mori
,
Int. J. Quantum Chem.
75
,
497
(
1999
).
40.
41.
M.
Tachikawa
,
Chem. Phys. Lett.
360
,
494
(
2002
).
42.
T.
Ishimoto
,
M.
Tachikawa
,
M.
Yamauchi
,
H.
Kitagawa
,
H.
Tokiwa
, and
U.
Nagashima
,
Chem. Phys. Lett.
372
,
503
(
2003
).
43.
T.
Ishimoto
,
M.
Tachikawa
, and
U.
Nagashima
,
J. Chem. Phys.
128
,
164118
(
2008
).
44.
S. P.
Webb
,
T.
Iordanov
, and
S.
Hammes-Schiffer
,
J. Chem. Phys.
117
,
4106
(
2002
).
45.
M. W.
Schmidt
,
K. K.
Baldrige
,
J. A.
Boatz
,
S. T.
Elbert
,
M. S.
Gordon
,
J. H.
Jensen
,
S.
Koseki
,
N.
Matsunaga
,
K. A.
Nguyen
,
S. J.
Su
,
T. L.
Windus
,
M.
Dupuis
, and
J. A.
Montgomery
,
J. Comput. Chem.
14
,
1347
(
1993
).
46.
T.
Iordanov
and
S.
Hammes-Schiffer
,
J. Chem. Phys.
118
,
9489
(
2003
).
47.
A.
Reyes
,
M. V.
Pak
, and
S.
Hammes-Schiffer
,
J. Chem. Phys.
123
,
064104
(
2005
).
48.
C.
Swalina
,
M. V.
Pak
,
A.
Chakraborty
, and
S.
Hammes-Schiffer
,
J. Phys. Chem. A
110
,
9983
(
2006
).
49.
C.
Ko
,
M. V.
Pak
,
C.
Swalina
, and
S.
Hammes-Schiffer
,
J. Chem. Phys.
135
,
054106
(
2011
).
50.
J. H.
Skone
,
M. V.
Pak
, and
S.
Hammes-Schiffer
,
J. Chem. Phys.
123
,
134108
(
2005
).
51.
C.
Swalina
,
M. V.
Pak
, and
S.
Hammes-Schiffer
,
Chem. Phys. Lett.
404
,
394
(
2005
).
52.
J. F.
Capitani
,
R. F.
Nalewajski
, and
R. G.
Parr
,
J. Chem. Phys.
76
,
568
(
1982
).
53.
Y.
Shigeta
,
H.
Takahashi
,
S.
Yamanaka
,
M.
Mitani
,
H.
Nagao
, and
K.
Yamaguchi
,
Int. J. Quantum Chem.
70
,
659
(
1998
).
54.
T.
Kreibich
and
E. K. U.
Gross
,
Phys. Rev. Lett.
86
,
2984
(
2001
).
55.
Y.
Imamura
,
H.
Kiryu
, and
H.
Nakai
,
J. Comput. Chem.
29
,
735
(
2008
).
56.
Y.
Imamura
,
Y.
Tsukamoto
,
H.
Kiryu
, and
H.
Nakai
,
Bull. Chem. Soc. Jpn.
82
,
1133
(
2009
).
57.
M. V.
Pak
,
A.
Chakraborty
, and
S.
Hammes-Schiffer
,
J. Phys. Chem. A
111
,
4522
(
2007
).
58.
T.
Udagawa
and
M.
Tachikawa
,
J. Chem. Phys.
125
,
244105
(
2006
).
59.
R.
Colle
and
O.
Salvetti
,
Theor. Chem. Acta
37
,
329
(
1975
).
60.
S. A.
González
,
N. F.
Aguirre
, and
A.
Reyes
,
Int. J. Quantum Chem.
108
,
1742
(
2008
).
61.
S. A.
González
and
A.
Reyes
,
Int. J. Quantum Chem.
110
,
689
(
2010
).
62.
D. V.
Moreno
,
S. A.
González
, and
A.
Reyes
,
J. Phys. Chem. A
114
,
9231
(
2010
).
63.
D. V.
Moreno
,
S. A.
González
, and
A.
Reyes
,
J. Chem. Phys.
134
,
024115
(
2011
).
64.
F.
Moncada
,
S. A.
González
, and
A.
Reyes
,
Mol. Phys.
108
,
1545
(
2010
).
65.
F.
Moncada
,
D.
Cruz
, and
A.
Reyes
,
Chem. Phys. Lett.
539
,
209
(
2012
).
66.
R.
Flores-Moreno
,
V. G.
Zakrzewski
, and
J. V.
Ortiz
,
J. Chem. Phys.
127
,
134106
(
2007
).
67.
R.
Flores-Moreno
,
S. A.
González
,
N. F.
Aguirre
,
E. F.
Posada
,
J.
Romero
,
F.
Moncada
,
G.
Merino
, and
A.
Reyes
, LOWDIN: A general code for the treatment of any particle,
2012
, see https://sites.google.com/site/lowdinproject/home.
68.
J.
Romero
,
E. F.
Posada
,
R.
Flores-Moreno
, and
A.
Reyes
,
J. Chem. Phys.
137
,
074105
(
2012
).
69.
H. J.
Werner
,
P. J.
Knowles
,
R.
Lindh
,
F. R.
Manby
,
M.
Schütz
 et al., MOLPRO, version 2009.1, a package of ab initio programs,
2009
, see http://www.molpro.net.
70.
K.
Patkowski
,
J. Chem. Phys.
137
,
034103
(
2012
).
71.
D. E.
Woon
and
T. H.
Dunning
 Jr.
,
J. Chem. Phys.
100
,
2975
(
1994
).
72.
T.
van Mourik
,
A. K.
Wilson
, and
T. H.
Dunning
 Jr.
,
Mol. Phys.
96
,
529
(
1999
).
73.
S. F.
Boys
and
F.
Bernardi
,
Mol. Phys.
19
,
553
(
1970
).
74.
W.
Cencek
,
M.
Przybytek
,
J.
Komasa
,
J. B.
Mehl
,
B.
Jeziorski
, and
K.
Szalewicz
,
J. Chem. Phys.
136
,
224303
(
2012
).
75.
K.
Taneda
and
K.
Mori
,
Chem. Phys. Lett.
298
,
293
(
1998
).
76.
S. Y.
Leu
and
C. Y.
Mou
,
J. Chem. Phys.
101
,
5910
(
1994
).
77.
M. P.
de Lara-Castells
,
N. F.
Aguirre
, and
A. O.
Mitrushchenkov
,
Chem. Phys.
399
,
272
(
2012
).
78.
T.
Kato
,
Commun. Pure Appl. Math.
10
,
151
(
1957
).
79.
Y.
Nakatsuka
,
T.
Nakajima
, and
K.
Hirao
,
J. Chem. Phys.
132
,
174108
(
2010
).
80.
N. C.
Handy
,
Y.
Yamaguchi
, and
H. F.
Schaefer
 III
,
J. Chem. Phys.
84
,
4481
(
1986
).
81.
M. P.
de Lara-Castells
,
N. F.
Aguirre
,
P.
Villarreal
,
G.
Delgado-Barrio
, and
A. O.
Mitrushchenkov
,
J. Chem. Phys.
132
,
194313
(
2010
).
82.
I. P.
Hamilton
and
J. C.
Light
,
J. Chem. Phys.
84
,
306
(
1986
).
83.
T.
González-Lezana
,
J.
Rubayo-Soneira
,
S.
Mirét-Artés
,
F. A.
Gianturco
,
G.
Delgado-Barrio
, and
P.
Villarreal
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
1648
(
1999
).
84.
H.
Luo
,
J. Chem. Phys.
133
,
154109
(
2010
).
85.
I.
Baccarelli
,
F.
Gianturco
, and
F.
Schneider
,
J. Phys. Chem. A
101
,
6054
(
1997
).
86.
J. J.
Liang
,
C. L.
Yang
,
L. Z.
Wang
, and
Q. G.
Zhang
,
J. Chem. Phys.
136
,
094307
(
2012
).
87.
A. N.
Panda
and
N.
Sathyamurthy
,
J. Phys. Chem. A
107
,
7125
(
2003
).
88.
S.
Bubin
,
F.
Leonarski
,
M.
Stanke
, and
L.
Adamowicz
,
Chem. Phys. Lett.
477
,
12
(
2009
).
89.
M.
Stanke
,
S.
Bubin
,
M.
Molski
, and
L.
Adamowicz
,
Phys. Rev. A
79
,
032507
(
2009
).
90.
S.
Bubin
,
M.
Stanke
, and
L.
Adamowicz
,
J. Chem. Phys.
135
,
074110
(
2011
).
91.
S.
Bubin
,
M.
Stanke
,
M.
Molski
, and
L.
Adamowicz
,
Chem. Phys. Lett.
494
,
21
(
2010
).
92.
K. P.
Huber
and
G.
Herzberg
,
Molecular Spectra Molecular Structure, Constants of Diatomic Molecules
(
Van Nostrand Reinhold
,
New York
,
1979
).
93.
J. B.
Nelson
and
G. C.
Tabisz
,
Phys. Rev. A
28
,
2157
(
1983
).
94.
E.
Pahl
and
U.
Birkenheuer
,
J. Chem. Phys.
124
,
214101
(
2006
).
95.
M. P.
de Lara-Castells
and
A. O.
Mitrushchenkov
,
J. Phys. Chem. C
115
,
17540
(
2011
).
96.
B. T.
Sutcliffe
and
R. G.
Woolley
,
J. Chem. Phys.
137
,
22A544
(
2012
).
You do not currently have access to this content.