计算化学公社

标题: 有没有可能算IAO和IBO? [打印本页]

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-28 17:09
标题: 有没有可能算IAO和IBO?
Gerald Knizia搞的intrinsic atomic和bond orbitals (IAO和IBO)：http://dx.doi.org/10.1021/ct400687b

据说在分析化学成键尤其是沿化学反应路径上的成键分析比NBO要好。他们自己开发了个IBOView的软件，画出来的轨道很酷炫：http://iboview.org
可我在mac上编译不了，windows和linux上也运行不起来，好像是显卡不支持。

不知道Multiwfn有没有加入计算IAO和IBO的功能？

作者
Author: sobereva 时间: 2018-8-28 22:52
直接用Multiwfn里的定域化轨道功能就行了，没必要用IBO，见
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、AdNDP分析的对比
http://sobereva.com/380
IBO其实就是常规的轨道定域化而已，只不过是基于IAO的而已

产生IAO的做法也不是多舒服，还得额外提供去除极化函数的波函数文件，麻烦。我明显更倾向在Multiwfn的未来版本里加入NPA。

而且IAO、IBO只能产生占据轨道的，得不到空轨道的。然而定域化的空轨道对于讨论反键之类也是很有意义的。

总的来说目前没有打算在Multiwfn里加入IAO和IBO，因为意义不大
IBOView我之前用过，界面设计很不舒服，用着挺别扭

如果有特殊目的非用IAO/IBO不可，可以考虑MRCC、ORCA程序

作者
Author: ymygca 时间: 2018-8-29 00:29
没有Mac版本，ibo网站上说“Mac is not quite working yet. Will fix once I get an actual Mac machine.”
Linux版本我也用不了，好像是显卡不支持。Windows版本能正常使用。

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-29 17:16

sobereva 发表于 2018-8-28 22:52
直接用Multiwfn里的定域化轨道功能就行了，没必要用IBO，见
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、Ad ...

好的，期待NPA功能。对比过nbo6和nbo3.1的npa结果，不少体系的结果差别还是挺明显的。不知道在算法上他们做了什么手脚。比如他们的fix密度矩阵就让人感觉有些fishy..

作者
Author: sobereva 时间: 2018-8-29 18:46

granvia 发表于 2018-8-29 17:16
好的，期待NPA功能。对比过nbo6和nbo3.1的npa结果，不少体系的结果差别还是挺明显的。不知道在算法上他们 ...

不同版本NBO变了很多，有的是公开发了文章说明的（比如J Comput Chem 28: 198–203, 2007），有的是私下里做了改动的，所以让NPA结果能完全重复NBO的，也不太可能。版本的变化对过渡金属的计算结果影响很较大。

作者
Author: zhangfuqiang 时间: 2018-8-30 11:23
本帖最后由 zhangfuqiang 于 2018-8-30 11:32 编辑

我把Gerald Knizia的iboview改进了一些，能读Gaussian的fchk和cube，但cube不好看。Windows编译需要intel的MKL库，boost等，本人编译不了。当前用Linux做的，运行很好，需要的请联系我(QQ, 1173313304）。还有，教我如何上传源码到本网站。另外，用pyscf计算IAO，IBO容易的很，几行代码，结构输出用iboview看，图像直接存储，晶体也可以算的。

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-30 12:30

zhangfuqiang 发表于 2018-8-30 11:23
我把Gerald Knizia的iboview改进了一些，能读Gaussian的fchk和cube，但cube不好看。Windows编译需要intel的 ...

能否留个email? 在mac下可编译吗？

作者
Author: zhangfuqiang 时间: 2018-8-30 15:33
本帖最后由 zhangfuqiang 于 2018-8-30 15:38 编辑

请在百度盘里载。没mac机器，不知道能否编译。链接是源码，可执行文件和所需库(Fedora)。编译方法：qmake后make即可。需要装boost，Qt5，MKL
有问题email： zhangfq7112@126.com
链接：https://pan.baidu.com/s/19eqmxhvX0-chMhZPxRzGNw 密码：w68c

作者
Author: sobereva 时间: 2018-8-30 16:13
顺带一提，IBOview能研究的问题用Multiwfn的定域化轨道分析功能都可以很容易地研究。例如作者在Angew上那个SN2的例子在Multiwfn里显示的效果（对应R->TS-1->TS->TS+1>P。载入fch或molden等含有基函数信息的文件后，先做轨道定域化，然后在主功能0里同时显示相应的两条轨道即可）
(, 下载次数 Times of downloads: 145)
如果再结合VMD，效果想要多好有多好

而且Multiwfn作为主界面为文本的程序，还可以写脚本非常方便地批量化处理，VMD本身也可以写脚本。

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-30 20:04

zhangfuqiang 发表于 2018-8-30 15:33
请在百度盘里载。没mac机器，不知道能否编译。链接是源码，可执行文件和所需库(Fedora)。编译方法：qmake后 ...

多谢！等有功夫去试一下

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-30 20:14

sobereva 发表于 2018-8-30 16:13
顺带一提，IBOview能研究的问题用Multiwfn的定域化轨道分析功能都可以很容易地研究。例如作者在Angew上那个 ...

IBO其实也是Pipek–Mezey定域化。这么说来，以AO还是IAO为基可能对定性结果并无大影响。关于IBO的最新应用是不久前的这篇Angew: http://dx.doi.org/10.1002/anie.201805511

他们利用IBO，能够识别和分析X-H键活化的不同机理，不知道通常的LMO是否也能得到类似结果。

作者
Author: sobereva 时间: 2018-8-30 20:40

granvia 发表于 2018-8-30 20:14
IBO其实也是Pipek–Mezey定域化。这么说来，以AO还是IAO为基可能对定性结果并无大影响。关于IBO的最新应 ...

是的，不会有影响，因此IBO不算是一个新的概念。用PM定域化的时候别有弥散函数即可（非有弥散函数不可时可以改用Foster-Boys定域化）
IBO本身就是LMO，IBO能干的，基于AO的LMO都一样能干

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-30 20:59

sobereva 发表于 2018-8-30 20:40
是的，不会有影响，因此IBO不算是一个新的概念。用PM定域化的时候别有弥散函数即可（非有弥散函数不可时 ...

为啥不能有弥散？我记得有的体系带有弥散基组时算NBO时总是死掉（但NAO能算出来），难道也是类似的原因？

作者
Author: sobereva 时间: 2018-8-31 02:56

granvia 发表于 2018-8-30 20:59
为啥不能有弥散？我记得有的体系带有弥散基组时算NBO时总是死掉（但NAO能算出来），难道也是类似的原因 ...

Pipek-Mezey定域化不能用于有弥散函数的情况，因为Multiwfn用的是Lowdin或Mulliken方式做其中的布居分析，这俩布居分析方法在有弥散函数的时候结果没有意义。原理上，也可以改用Becke、Hirshfeld等不怕弥散函数的布居分析，但这样做耗时太高，实际意义不大，Multiwfn也就没去支持。

NBO分析并不怕弥散函数，死掉另有其它原因

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-31 08:26

sobereva 发表于 2018-8-31 02:56
Pipek-Mezey定域化不能用于有弥散函数的情况，因为Multiwfn用的是Lowdin或Mulliken方式做其中的布居分析 ...

是不是因为弥散函数对lowdin和mulliken布居分析造成很大偏差？那可以在NAO基下做PM定域化吗？加了occupancy权重的对称正交化估计受弥散函数的影响较小吧，而且NPA算起来也不太耗时。

作者
Author: zhangfuqiang 时间: 2018-8-31 09:36
本帖最后由 zhangfuqiang 于 2018-8-31 09:41 编辑

IAO/IBO投影到极小基，算法简单，结果与其他方法大同小异（我自己理解，也不知对否）。不过有一点非常重要，iboview免费，输出的图形更是漂亮，还可以根据喜好调节，自由度很大。所以我做了fchk。希望granvia用用，体验一下。图形，我也稍做了些改进。

作者
Author: sobereva 时间: 2018-8-31 16:40

granvia 发表于 2018-8-31 08:26
是不是因为弥散函数对lowdin和mulliken布居分析造成很大偏差？那可以在NAO基下做PM定域化吗？加了occupan ...

弥散函数分布区域太广，和原子轨道没有丝毫相似性，因此按照基函数来计算布居数的时候相当于会把其它原子的电子给抢过来
NAO下也不完全适合轨道定域化，因为NAO里面有里德堡集，NPA不怕弥散函数主要是因为锅甩给了里德堡集部分。如果忽略了这部分，会失去完备性，如果不忽略，还是会受到弥散函数影响。

作者
Author: zhangfuqiang 时间: 2018-8-31 16:57
sobereva高见！

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-31 19:15

sobereva 发表于 2018-8-31 16:40
弥散函数分布区域太广，和原子轨道没有丝毫相似性，因此按照基函数来计算布居数的时候相当于会把其它原子 ...

NPA之所以能甩锅，还是因为加了占据数权重。NPA/NBO分析几年前也被扩展到周期性体系中，而且也适用于使用平面波基组的vasp，平面波就完全是弥散的

作者
Author: granvia 时间: 2018-8-31 23:02

zhangfuqiang 发表于 2018-8-31 09:36
IAO/IBO投影到极小基，算法简单，结果与其他方法大同小异（我自己理解，也不知对否）。不过有一点非常重要 ...

下载了，但貌似mac上编译起来比较麻烦。不过源代码看起来比较舒服

作者
Author: sobereva 时间: 2018-9-1 06:23

granvia 发表于 2018-8-31 19:15
NPA之所以能甩锅，还是因为加了占据数权重。NPA/NBO分析几年前也被扩展到周期性体系中，而且也适用于使用 ...

NPA正是靠的OWSO最终实现NAO极小基和里德堡集的分离，弥散函数带来的不良影响的锅都让里德堡集来背，因此基于NAO搞事，怕不怕弥散函数关键看最终研究的问题是否会有明显的里德堡集NAO的参与。

PM方式能合理做LMO的前提在于按照基函数来划分，可以合理地得到原子对各个轨道的贡献。对于占据轨道，绝大部分情况NAO极小集起绝对主要贡献，这正是NAO方法对占据轨道做轨道成分分析不怕弥散函数的前提，因此基于NAO以PM方式对占据轨道做定域化一般可行，但是不排除个例里德堡集也会占不小成分。而对于非占据轨道的PM定域化，由于非占据轨道中大部分都来自里德堡集NAO描述，因此基于NAO一般是没法合理给出非占据轨道的轨道成份的，也因此非占据轨道的PM定域化靠NAO无法合理实现（比基于原始基函数应当更糟），有弥散函数就更不行了。

实际上基于NAO做轨道定域化，直接用NBO的NLMO关键词用NLMO方法来做就完事了，那个算法思想还不错，拿NBO作为初始轨道，迭代到收敛所需次数比PM方法更少，用NAO基于PM方法来做反倒走弯路。

作者
Author: granvia 时间: 2018-9-1 22:18

sobereva 发表于 2018-9-1 06:23
NPA正是靠的OWSO最终实现NAO极小基和里德堡集的分离，弥散函数带来的不良影响的锅都让里德堡集来背，因此 ...

多谢透彻的讲解！

作者
Author: huozhong 时间: 2020-6-23 18:13
楼主有IBO的使用教程可以分享吗

作者
Author: 陈丢丢 时间: 2020-11-9 19:27

sobereva 发表于 2018-8-28 22:52
直接用Multiwfn里的定域化轨道功能就行了，没必要用IBO，见
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、Ad ...

sob老师好，您说IBO就是常规的轨道定域化，可以用Multiwfn里的定域化轨道功能进行分析。但我看一篇文献里面也是用IBO进行分析，作者分析了体系的π-IBO，例如下图中的“Changes in two β-IBOs corresponding to the π-density of DHA (blue-green) and that of the diisopropylphenyl moiety of the ligand (pink-orange) are represented simultaneously in (i)”，如果使用定域化轨道功能进行分析，可以单独分析体系中的π电子吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2020-11-9 19:49

陈丢丢发表于 2020-11-9 19:27
sob老师好，您说IBO就是常规的轨道定域化，可以用Multiwfn里的定域化轨道功能进行分析。但我看一篇文献里 ...

当然可以，Multiwfn在这方面强大得很
在Multiwfn中单独考察pi电子结构特征
http://sobereva.com/432（http://bbs.keinsci.com/thread-10610-1-1.html）

pi型LMO既可以自己手动看轨道图形识别，也可以以上文我提出的算法让Multiwfn自动识别

作者
Author: 陈丢丢 时间: 2020-11-10 09:37

sobereva 发表于 2020-11-9 19:49
当然可以，Multiwfn在这方面强大得很
在Multiwfn中单独考察pi电子结构特征
http://sobereva.com/432（h ...

好的，谢谢sob老师！

作者
Author: super周扬扬扬 时间: 2021-12-21 17:20

zhangfuqiang 发表于 2018-8-30 11:23
我把Gerald Knizia的iboview改进了一些，能读Gaussian的fchk和cube，但cube不好看。Windows编译需要intel的 ...

你好楼主，我想问一下IBO是对原子数目有要求吗，为何我46个原子的团簇IBOview居然带不动，，，

作者
Author: sobereva 时间: 2021-12-21 18:54

super周扬扬扬发表于 2021-12-21 17:20
你好楼主，我想问一下IBO是对原子数目有要求吗，为何我46个原子的团簇IBOview居然带不动，，，

46个原子用Multiwfn做轨道定域化轻轻松松，没必要用IBOview
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、AdNDP分析的对比
http://sobereva.com/380（http://bbs.keinsci.com/thread-6053-1-1.html）

作者
Author: super周扬扬扬 时间: 2021-12-24 19:47

sobereva 发表于 2021-12-21 18:54
46个原子用Multiwfn做轨道定域化轻轻松松，没必要用IBOview
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、 ...

好的收到,谢谢sob大神！

作者
Author: super周扬扬扬 时间: 2021-12-24 19:50

陈丢丢发表于 2020-11-10 09:37
好的，谢谢sob老师！

46个的团簇后来设置其他方法算了一下可以算，但是就是慢。相比之下multiwfn更快一点

作者
Author: super周扬扬扬 时间: 2021-12-24 19:54

sobereva 发表于 2021-12-21 18:54
46个原子用Multiwfn做轨道定域化轻轻松松，没必要用IBOview
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、 ...

46个原子的团簇原来可以算，但是实在是慢还有点卡。multiwfn试了试还是很快的。多谢老师！

作者
Author: JohTin 时间: 2022-8-8 05:00
本帖最后由 JohTin 于 2022-8-8 05:02 编辑

zhangfuqiang 发表于 2018-8-30 11:23
我把Gerald Knizia的iboview改进了一些，能读Gaussian的fchk和cube，但cube不好看。Windows编译需要intel的 ...

你好，请问有源码吗？？

作者
Author: a-Student 时间: 2023-2-1 23:38

sobereva 发表于 2018-8-28 22:52
直接用Multiwfn里的定域化轨道功能就行了，没必要用IBO，见
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、Ad ...

老师，打扰您一下，您之前用过IBO，我看到官网发的图片，如图，我只是仅仅想画分子结构图，觉得IBOView画出来这种渲染图挺好看的，所以想画下，但是没有找到教程，请问老师您绘制过如图的这种风格的结构图么？方便分享一下么，麻烦您啦，谢谢

作者
Author: sobereva 时间: 2023-2-2 01:23

a-Student 发表于 2023-2-1 23:38
老师，打扰您一下，您之前用过IBO，我看到官网发的图片，如图，我只是仅仅想画分子结构图，觉得IBOView画 ...

一点都不好看，塑料感和气泡太重

用下文的方法画出来的好看得多，我如今发文章一律用下文方法作图
用VMD绘制艺术级轨道等值面图的方法（含演示视频）
http://sobereva.com/449（http://bbs.keinsci.com/thread-11550-1-1.html）

作者
Author: wzkchem5 时间: 2023-2-2 05:28

a-Student 发表于 2023-2-1 16:38
老师，打扰您一下，您之前用过IBO，我看到官网发的图片，如图，我只是仅仅想画分子结构图，觉得IBOView画 ...

这网页都说了，第一个在文章里用这个渲染模式的人可以颁个奖。。。明摆着这个模式不是正经发文章用的，可能用在一些科普文章里营造炫酷风格还可以

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)