We have investigated the performance of a core-valence separated scheme within the coupled cluster (CC) hierarchy of methods CC singles (CCS), CC singles and approximate doubles (CC2), and CC singles and doubles (CCSD) in reproducing the K-edge x-ray absorption spectra of the low-Z elements carbon, oxygen, and fluorine in formaldehyde (CH2O), carbonyl fluoride (CF2O), formyl fluoride (CHFO), and formic acid (CHOOH). The analysis covers the entire frequency region from the first 1s → π* excitation to the core-ionization limit, encompassing the region of Rydberg transitions. Moreover, a simulation of the vibronic progressions in the 1s → π* bands of both carbon and oxygen in formaldehyde has been performed at the core-valence separated CCSD level, and the results are critically compared with highly resolved experimental data for this molecule.

1.
M.
Roemelt
and
F.
Neese
,
J. Phys. Chem. A
117
,
3069
(
2013
).
2.
J.
Sheehy
,
T.
Gil
,
C.
Winstead
,
R.
Farren
, and
P.
Langhoff
,
J. Chem. Phys.
91
,
1796
(
1989
).
3.
N. A.
Besley
,
A. T.
Gilbert
, and
P. M.
Gill
,
J. Chem. Phys.
130
,
124308
(
2009
).
4.
H.
Ågren
and
H. J. A.
Jensen
,
Chem. Phys.
172
,
45
(
1993
).
5.
N. A.
Besley
and
F. A.
Asmuruf
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
12
,
12024
(
2010
).
6.
S.
Coriani
,
O.
Christiansen
,
T.
Fransson
, and
P.
Norman
,
Phys. Rev. A
85
,
022507
(
2012
).
7.
S.
Coriani
,
T.
Fransson
,
O.
Christiansen
, and
P.
Norman
,
J. Chem. Theory Comput.
8
,
1616
(
2012
).
8.
U.
Ekström
,
P.
Norman
,
V.
Carravetta
, and
H.
Ågren
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
143001
(
2006
).
9.
W. D.
Derricotte
and
F. A.
Evangelista
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
17
,
14360
(
2015
).
10.
P.
Verma
,
W. D.
Derricotte
, and
F. A.
Evangelista
,
J. Chem. Theory Comput.
12
,
144
(
2016
).
11.
P.
Norman
and
A.
Dreuw
,
Chem. Rev.
118
,
7208
(
2018
).
12.
M. L.
Vidal
,
X.
Feng
,
E.
Epifanovsky
,
A. I.
Krylov
, and
S.
Coriani
,
J. Chem. Theory Comput.
15
,
3117
(
2019
).
13.
R. J.
Bartlett
and
M.
Musial
,
Rev. Mod. Phys.
79
,
291
(
2007
).
14.
T.
Helgaker
,
S.
Coriani
,
P.
Jørgensen
,
K.
Kristensen
,
J.
Olsen
, and
K.
Ruud
,
Chem. Rev.
112
,
543
(
2012
).
15.
O.
Christiansen
,
P.
Jørgensen
, and
C.
Hättig
,
Int. J. Quantum Chem.
68
,
1
(
1998
).
16.
O.
Christiansen
,
Theor. Chem. Acc.
116
,
106
(
2006
).
17.
S.
Coriani
and
H.
Koch
,
J. Chem. Phys.
143
,
181103
(
2015
).
18.
G.
Remmers
,
M.
Domke
,
A.
Puschmann
,
T.
Mandel
,
C.
Xue
,
G.
Kaindl
,
E.
Hudson
, and
D.
Shirley
,
Phys. Rev. A
46
,
3935
(
1992
).
19.
T.
Helgaker
,
P.
Jørgensen
, and
J.
Olsen
,
Molecular Electronic Structure Theory
(
Wiley
,
2004
).
20.
H.
Koch
and
P.
Jørgensen
,
J. Chem. Phys.
93
,
3333
(
1990
).
21.
E. R.
Davidson
,
J. Comput. Phys.
17
,
87
(
1975
).
22.
O.
Christiansen
,
A.
Halkier
,
H.
Koch
,
P.
Jørgensen
, and
T.
Helgaker
,
J. Chem. Phys.
108
,
2801
(
1998
).
23.
L. S.
Cederbaum
,
W.
Domcke
, and
J.
Schirmer
,
Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys.
22
,
206
(
1980
).
24.
F.
Santoro
,
R.
Improta
,
A.
Lami
,
J.
Bloino
, and
V.
Barone
,
J. Chem. Phys.
126
,
084509
(
2007
).
25.
F. J. A.
Ferrer
,
J.
Cerezo
,
J.
Soto
,
R.
Improta
, and
F.
Santoro
,
Comput. Theor. Chem.
1040
,
328
(
2014
).
26.
F.
Pawłowski
,
P.
Jørgensen
,
J.
Olsen
,
F.
Hegelund
,
T.
Helgaker
,
J.
Gauss
,
K. L.
Bak
, and
J. F.
Stanton
,
J. Chem. Phys.
116
,
6482
(
2002
).
27.
M.
Nakata
,
K.
Kohata
,
T.
Fukuyama
,
K.
Kuchitsu
, and
C.
Wilkins
,
J. Mol. Struct.
68
,
271
(
1980
).
28.
G. H.
Kwei
and
R.
Curl
, Jr.
,
J. Chem. Phys.
32
,
1592
(
1960
).
29.
R. F.
Miller
and
R.
Curl
, Jr.
,
J. Chem. Phys.
34
,
1847
(
1961
).
30.
K.
Aidas
,
C.
Angeli
,
K. L.
Bak
,
V.
Bakken
,
R.
Bast
,
L.
Boman
,
O.
Christiansen
,
R.
Cimiraglia
,
S.
Coriani
,
P.
Dahle
,
E. K.
Dalskov
,
U.
Ekström
,
T.
Enevoldsen
,
J. J.
Eriksen
,
P.
Ettenhuber
,
B.
Fernández
,
L.
Ferrighi
,
H.
Fliegl
,
L.
Frediani
,
K.
Hald
,
A.
Halkier
,
C.
Hättig
,
H.
Heiberg
,
T.
Helgaker
,
A. C.
Hennum
,
H.
Hettema
,
E.
Hjertenæs
,
S.
Høst
,
I.-M.
Høyvik
,
M. F.
Iozzi
,
B.
Jansik
,
H. J. A.
Jensen
,
D.
Jonsson
,
P.
Jørgensen
,
J.
Kauczor
,
S.
Kirpekar
,
T.
Kjærgaard
,
W.
Klopper
,
S.
Knecht
,
R.
Kobayashi
,
H.
Koch
,
J.
Kongsted
,
A.
Krapp
,
K.
Kristensen
,
A.
Ligabue
,
O. B.
Lutnæs
,
J. I.
Melo
,
K. V.
Mikkelsen
,
R. H.
Myhre
,
C.
Neiss
,
C. B.
Nielsen
,
P.
Norman
,
J.
Olsen
,
J. M. H.
Olsen
,
A.
Osted
,
M. J.
Packer
,
F.
Pawlowski
,
T. B.
Pedersen
,
P. F.
Provasi
,
S.
Reine
,
Z.
Rinkevicius
,
T. A.
Ruden
,
K.
Ruud
,
V. V.
Rybkin
,
P.
Salek
,
C. C. M.
Samson
,
A. S.
de Merás
,
T.
Saue
,
S. P. A.
Sauer
,
B.
Schimmelpfennig
,
K.
Sneskov
,
A. H.
Steindal
,
K. O.
Sylvester-Hvid
,
P. R.
Taylor
,
A. M.
Teale
,
E. I.
Tellgren
,
D. P.
Tew
,
A. J.
Thorvaldsen
,
L.
Thøgersen
,
O.
Vahtras
,
M. A.
Watson
,
D. J. D.
Wilson
,
M.
Ziolkowski
, and
H.
Ågren
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
4
,
269
(
2014
).
31.
T. H.
Dunning
and
P. J.
Hay
,
Methods of Electronic Structure Theory
(
Springer
,
1977
), pp.
1
27
.
32.
K.
Kaufmann
,
W.
Baumeister
, and
M.
Jungen
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
22
,
2223
(
1989
).
33.
J. F.
Stanton
,
J.
Gauss
,
L.
Cheng
,
M. E.
Harding
,
D. A.
Matthews
, and
P. G.
Szalay
, “
CFOUR, coupled-cluster techniques for computational chemistry, a quantum-chemical program package
,” With contributions from A. A. Auer, R. J. Bartlett, U. Benedikt, C. Berger, D. E. Bernholdt, Y. J. Bomble, O. Christiansen, F. Engel, R. Faber, M. Heckert, O. Heun, M. Hilgenberg, C. Huber, T.-C. Jagau, D. Jonsson, J. Jusélius, T. Kirsch, K. Klein, W. J. Lauderdale, F. Lipparini, T. Metzroth, L. A. Mück, D. P. O’Neill, D. R. Price, E. Prochnow, C. Puzzarini, K. Ruud, F. Schiffmann, W. Schwalbach, C. Simmons, S. Stopkowicz, A. Tajti, J. Vázquez, F. Wang, J. D. Watts and the integral packages MOLECULE (J. Almlöf and P. R. Taylor), PROPS (P. R. Taylor), ABACUS (T. Helgaker, H. J. Aa. Jensen, P. Jørgensen, and J. Olsen), and ECP routines by A. V. Mitin and C. van Wüllen. For the current version, see http://www.cfour.de.
34.
J.
Gauss
,
J. F.
Stanton
, and
R. J.
Bartlett
,
J. Chem. Phys.
95
,
2623
(
1991
).
35.
H.
Koch
,
H. J. A.
Jensen
,
P.
Jørgensen
,
T.
Helgaker
,
G. E.
Scuseria
, and
H. F.
Schaefer
,
J. Chem. Phys.
92
,
4924
(
1990
).
36.
J.
Gauss
and
J. F.
Stanton
,
Chem. Phys. Lett.
276
,
70
(
1997
).
37.
J. F.
Stanton
and
J.
Gauss
,
Int. Rev. Phys. Chem.
19
,
61
(
2000
).
38.
J. F.
Stanton
,
J. Chem. Phys.
99
,
8840
(
1993
).
39.
J. F.
Stanton
and
J.
Gauss
,
Theor. Chim. Acta
91
,
267
(
1995
).
40.
F. J. A.
Ferrer
and
F.
Santoro
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
14
,
13549
(
2012
).
41.
F.
Santoro
and
J.
Cerezo
, “
FCclasses v. 3.0
,” Available upon request.
42.
T. H.
Dunning
, Jr.
,
J. Chem. Phys.
90
,
1007
(
1989
).
43.
N.
Sylvetsky
,
M. K.
Kesharwani
, and
J. M.
Martin
,
J. Chem. Phys.
147
,
134106
(
2017
).
44.
S.
Machado
,
G.
Camiletti
,
A. C.
Neto
,
F.
Jorge
, and
R. S.
Jorge
,
Mol. Phys.
107
,
1713
(
2009
).
45.
M.
Douglas
and
N. M.
Kroll
,
Ann. Phys.
82
,
89
(
1974
).
46.
47.
K. G.
Dyall
,
J. Chem. Phys.
106
,
9618
(
1997
).
48.
W.
Liu
and
D.
Peng
,
J. Chem. Phys.
131
,
031104
(
2009
).
49.
M.
Tashiro
,
M.
Ehara
,
H.
Fukuzawa
,
K.
Ueda
,
C.
Buth
,
N. V.
Kryzhevoi
, and
L. S.
Cederbaum
,
J. Chem. Phys.
132
,
184302
(
2010
); e-print arXiv:1004.3092.
50.
N. A.
Besley
,
M. J. G.
Peach
, and
D. J.
Tozer
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
11
,
10350
(
2009
).
51.
R. H.
Myhre
,
T. J. A.
Wolf
,
L.
Cheng
,
S.
Nandi
,
S.
Coriani
,
M.
Gühr
, and
H.
Koch
,
J. Chem. Phys.
148
,
064106
(
2018
).
52.
K. J.
Oosterbaan
,
A. F.
White
, and
M.
Head-Gordon
,
J. Chem. Phys.
149
,
044116
(
2018
).
53.
K. J.
Oosterbaan
,
A. F.
White
, and
M.
Head-Gordon
,
J. Chem. Phys.
149
,
139901
(
2018
).
54.
O.
Christiansen
,
H.
Koch
, and
P.
Jørgensen
,
Chem. Phys. Lett.
243
,
409
(
1995
).
55.
H.
Koch
,
O.
Christiansen
,
P.
Jørgensen
, and
J.
Olsen
,
Chem. Phys. Lett.
244
,
75
(
1995
).
56.
K. C.
Prince
,
R.
Richter
,
M.
de Simone
,
M.
Alagia
, and
M.
Coreno
,
J. Phys. Chem. A
107
,
1955
(
2003
).
57.
M.
Robin
,
I.
Ishii
,
R.
McLaren
, and
A.
Hitchcock
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
47
,
53
(
1988
).
58.
A. B.
Trofimov
,
E. V.
Gromov
,
H.
Köppel
,
J.
Schirmer
,
K. C.
Prince
,
R.
Richter
,
M. D.
Simone
, and
M.
Coreno
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
36
,
3805
(
2003
).
59.
I.
Ishii
and
A.
Hitchcock
,
J. Chem. Phys.
87
,
830
(
1987
).
60.
A. B.
Trofimov
,
T. E.
Moskovskaya
,
E. V.
Gromov
,
H.
Köppel
, and
J.
Schirmer
,
Phys. Rev. A
64
,
022504
(
2001
).
61.
A. B.
Trofimov
,
E. V.
Gromov
,
T. E.
Moskovskaya
, and
J.
Schirmer
,
J. Chem. Phys.
113
,
6716
(
2000
).
62.
D.
Picconi
,
A.
Lami
, and
F.
Santoro
,
J. Chem. Phys.
136
,
244104
(
2012
).
63.
J.
Cerezo
,
Y.
Liu
,
N.
Lin
,
X.
Zhao
,
R.
Improta
, and
F.
Santoro
,
J. Chem. Theory Comput.
14
,
820
(
2018
).
64.
Y.
Liu
,
L.
Martinez-Fernandez
,
J.
Cerezo
,
G.
Prampolini
,
R.
Improta
, and
F.
Santoro
,
Chem. Phys.
515
,
452
(
2018
), special issue on “Ultrafast photoinduced processes in polyatomic molecules: Electronic structure, dynamics and spectroscopy,” dedicated to Wolfgang Domcke on the occasion of his 70th birthday.

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.