计算化学公社

标题: 关于ONIOM模型的使用咨询，谢谢指点 [打印本页]

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-18 17:32
标题: 关于ONIOM模型的使用咨询，谢谢指点
1：背景
1.1：自己长期以来都是高斯研究单个分子，理论计算，然后实验是做成器件，所以，理论计算和实验上在无辐射方面对应不起来，感觉就是没有考虑分子之间的相互作用。
1.2：之前的帖子在这里问过：http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3111&extra=  当时说到利用ONIOM模型，自己也报名参加了sob老师的第一次和第二次培训班，通过第二次学到了这个ONIOM模型，但是当时为了赶火车，听完之后就抓紧走了，回来看讲义，明白了一点。
1.3：但是，我看都是说的对一个分子不同的片段进行划分，我想研究的是好多个A分子，只有中间的那个A分子使用QM，其余的A分子都是MM，背景介绍完毕。
2：已发表文章的做法
2.1：自己研究清华帅老师的文章，看到他们都是采用ONIOM模型来做，下面是两篇不同的文章中的图片说明，我就是想和他模拟一样的东西，不知道这个怎么设置。
   帅老师的文章都在这个网页上 http://www.shuaigroup.net/

3：我的计算目标
3.1：我也想用ONIOM模型来优化中间的分子A,同时我需要优化S1态，优化S0态，还有freq的计算，以为后面其他程序的计算，需要用到各个态的频率文件。
      不知道这个怎么实现，谢谢指点。
3.2：附件的文件是我的一个想模拟的分子，我看帅老师他们发表的文章，这个堆积怎么弄得，怎么把这么多分子放到一起，而且距离怎么找到的？最后高斯是一个输入文件吗？那不是很多很多的坐标？
3.3：希望能有会的指点一下，说一些做的步骤，我主要是利用高斯计算，MS没用过，希望能给个做个输入文件我看看什么样子。

4：最后谢谢各位老师的指点与帮助。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-5-18 22:55
QM/MM和ONIOM不是一码事。如果你看过5月份培训的讲义，其中对两种处理方法专门做了区分。

2 看看他们文中怎么描述结构是怎么来的，往往是晶体直接测定的，然后取出一部分团簇而已。

3 没必要用MS

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-19 08:33

sobereva 发表于 2016-5-18 22:55
QM/MM和ONIOM不是一码事。如果你看过5月份培训的讲义，其中对两种处理方法专门做了区分。

2 看看他们文 ...

谢谢sob老师的指点。
我当时问过他们那边的老师，他说使用ONIOM模型做的，但是具体我不知道是不是用的晶体结构，我在仔细读读文献，等后面在来麻烦sob老师，谢谢sob老师。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-29 10:23

sobereva 发表于 2016-5-18 22:55
QM/MM和ONIOM不是一码事。如果你看过5月份培训的讲义，其中对两种处理方法专门做了区分。

2 看看他们文 ...

sob老师好，现在针对这个ONIOM模型，咨询一下老师。
背景：我想研究好多同种分子聚集在一起，假如说，我已经通过实验得到了晶体结构，类似于上图。
1：可否利用高斯的ONIOM模型，来计算中间分子的为high 层。把周围的分子作为low层。这样优化，然后对中间分子（high 层）做频率分析？
2：这个频率分析怎么进行，是通过ONIOM模型优化了之后，单独取出中间分子的结构，进行频率分析？这样做频率分析的时候，是不是就不能考虑分子间作用了？
或者如何处理？谢谢sob老师

作者
Author: sobereva 时间: 2016-5-29 18:45

小范范1989 发表于 2016-5-29 10:23
sob老师好，现在针对这个ONIOM模型，咨询一下老师。
背景：我想研究好多同种分子聚集在一起，假如说，我 ...

没办法，本身这就是矛盾的，没法又考虑周围分子又在频率计算中不引入它们，除非用GAMESS-US那种片段有效势。
你可以姑且先把中间当成high层，周围当成low层，取晶体结构直接算个频率，看看振动模式有什么特征，到时候再想怎么处理。freq里有个ModelModes关键词你也可以玩一下。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-29 20:59

sobereva 发表于 2016-5-29 18:45
没办法，本身这就是矛盾的，没法又考虑周围分子又在频率计算中不引入它们，除非用GAMESS-US那种片段有 ...

谢谢sob老师指点、

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-30 16:27

sobereva 发表于 2016-5-29 18:45
没办法，本身这就是矛盾的，没法又考虑周围分子又在频率计算中不引入它们，除非用GAMESS-US那种片段有 ...

sob老师好，针对当时我咨询的这个问题，（考虑分子间相互作用，同时又要求频率），我想到如下的方式，不知道可否，来咨询一下老师：
1：方法一：通过晶体数据，找到分子的排布。（如果没有的话，通过高斯，自己搭建多个分子，放在一起）。然后通过ONIOM模型，优化low层和high层，得到稳定的结构。然后取出该优化的结构，把low层原子的位置，我用NPA电荷的数值来处理，（高斯中charge关键词，末尾写上low层原子的坐标和NPA电荷数值）。
这样，我是不是就能够计算high层的频率，同时还考虑了周围环境的影响？但是只是考虑了静电作用，没有考虑范德华作用，所以结果应该还是有偏差。
2：方法二：通过gromacs，把很多分子作为溶剂，把要研究的单个分子作为溶质，然后进行优化，得到一个结构，然后把多个分子用背景电荷处理，（也是把他们的原子坐标用坐标表示，然后写上NPA电荷值，不知道对不对哈），然后再计算要研究的单个分子的能量以及freq。

不知道我说的上面两种方式可行不？可能我说的不太清楚，这个背景电荷的处理方式对吗？
身边人没有做这个的，所以一直来咨询sob老师，谢谢老师，给sob添麻烦了。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-30 21:30
本帖最后由小范范1989 于 2016-5-30 21:54 编辑

sobereva 发表于 2016-5-29 18:45
没办法，本身这就是矛盾的，没法又考虑周围分子又在频率计算中不引入它们，除非用GAMESS-US那种片段有 ...

sob老师好，我看有文献，他们就是用ONIOM模型来处理的。我把他的方法放在这，但是有点不理解，特意来咨询sob老师，谢谢老师指点：
原文：For the ground state, the chemical
structures and vibrational frequencies of the high layer molecule
are computed by density functional theory (DFT) with the
B3LYP functional, and the low layer molecules are computed
by molecular mechanics (MM) with UFF forces field. As for the
first excited state, the chemical structures and vibrational frequencies
of the high layer molecule are obtained at the TDB3LYP
level, and the excited state energy gradient is calculated
numerically. The low layer molecules are also modeled by MM
with UFF forces field. Note that in the optimization process,
the surrounding molecules are kept frozen and only the inside
molecule is optimized; i.e., “frozen optimization” is assumed. As
for the solution phase, a single DPDBF molecule is placed in a
cavity with the presence of a solvent (acetonitrile) and the
polarizable continuum model (PCM) is adopted as the solvent
model. The ground and first excited states of a single DPDBF in
the solution phase model are computed at DFT and TD-DFT
both with the B3LYP level, respectively.

针对他介绍的这个方法，我按照步骤理解，这里我的疑问是：
1：对于基态，就是采用这个ONIOM模型优化，计算频率。这个频率是high和low一起的还是说单纯high的？
我写的表头为：#p ONIOM(b3lyp/6-31g(d):UFF=QEq) opt geom=connectivity
这里是不是可以通过优化，得到整体结构，然后取出high分子，单算freq？他这里是不是这样处理的？谢谢sob老师
2：对于激发态，他说TD-DFT优化了，而且计算了freq，这里表头是不是这样写
#p ONIOM(b3lyp/6-31g(d):UFF=QEq) opt td geom=connectivity PS：我刚刚测试了，opt td 和单纯的td都出错，ONIOM不能进行激发态优化和电子激发计算吗？
得到优化S1的结构，然后再算频率？这里S1的结构，是单纯中间high的激发态，还是所有分子（包括low层分子也到了激发态？）的激发态？

3：后面这个Note that....什么意思？为什么要固定low层分子？我看咱们培训班讲义，讲这个ONIOM的时候，也提到过固定的方式（就是添加-1）。这里什么时候固定？
4：不理解他们用ONIOM来优化，计算freq，然后什么时候把这个high单独抠出来研究了？（是不是单独拿出high，我不确定，是我自己理解的。）

5：当在溶剂中的时候，是不是就是用PCM来计算单个分子了，就是高斯中PCM模型。

6：谢谢sob老师指点，自己现在用QMMM和ONIOM来模拟器件，同时看到了这两个方法用来做过AIE，我感觉我能借鉴到我的方向。所以，一直来麻烦sob老师。我现在只会用高斯进行ONIOM的分层，但是具体的计算过程不清楚，谢谢sob老师指点。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-5-31 01:20

小范范1989 发表于 2016-5-30 16:27
sob老师好，针对当时我咨询的这个问题，（考虑分子间相互作用，同时又要求频率），我想到如下的方式，不 ...

1 就算用背景电荷来表现，也应该用CHELPG电荷，NPA电荷对静电势描述太差。这样是忽略了范德华作用。反正算出来频率估计也有虚频，不过也没办法。

2 这和1并没什么本质区别。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-5-31 02:13

小范范1989 发表于 2016-5-30 21:30
sob老师好，我看有文献，他们就是用ONIOM模型来处理的。我把他的方法放在这，但是有点不理解，特意来咨询 ...

就是用ONIOM对整体优化，但是对low层原子用-1冻住结构。
td要写在ONIOM当中高层计算级别的后面，:的前面。显然此时只有high原子是被激发的。
固定low层分子大概是想模拟实际分子晶体环境。
计算频率的时候大抵还是自行单独用DFT算high层原子，只要把low层放在一起考虑，high和low层原子在所得振动模式中一定会有耦合，无法避免
PCM是你说的那样

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-31 07:52

sobereva 发表于 2016-5-31 01:20
1 就算用背景电荷来表现，也应该用CHELPG电荷，NPA电荷对静电势描述太差。这样是忽略了范德华作用。反正 ...

谢谢sob老师的指点，我还有两个问题想咨询sob老师，
1：这种背景电荷的方式，是不是我说的这样处理？（把其他的分子的坐标取出来，然后写上这个CHELPG电荷值）？这种方式是不是应该比ONIOM处理相对合理一点？（因为我看文献，他们是ONIOM处理，我想能不能用背景电荷处理）。
2：老师说的这个CHELPG电荷如何求得？高斯输入文件有要求吗？我查了一下，我看有的说需要写pop=（NBO，chelpg）？还是利用multiwfn来求得？谢谢老师指点。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-31 08:01
本帖最后由小范范1989 于 2016-5-31 08:56 编辑

sobereva 发表于 2016-5-31 02:13
就是用ONIOM对整体优化，但是对low层原子用-1冻住结构。
td要写在ONIOM当中高层计算级别的后面，:的前 ...

sob老师好，针对sob老师的指点，我理解了一下。
1：也就是通过晶体数据，把其他的分子固定起来（通过-1固定）。然后放开中间那个分子优化（因为通过-1冻结了，所以low层分子是不是不优化？）。
优化S0的方式为：# ONIOM(b3lyp/6-31g(d):UFF=QEq) geom=connectivity opt （这个我试过了，可行）
2：优化S1（或者T1）的时候类似于优化S0，也是冻结low层。（这里只是把high层分子优化激发态？low不优化吗？）
写发是不是：# ONIOM(b3lyp/6-31g(d) td:UFF=QEq) geom=connectivity opt 这里不明白，为什么td要写里面，opt要写外面？我把opt写里面测试了，不行。
3：求频率是不是这样写：
S0 freq ：# ONIOM(b3lyp/6-31g(d):UFF=QEq) freq geom=connectivity 是不是写在括号里面的关键词，是单独对high层的处理，写在括号外面的是对整个low和high进行的处理？刚刚测试了，算出来是全部分子频率
S1-freq：# ONIOM(b3lyp/6-31g(d) td:UFF=QEq) freq geom=connectivity 但是我刚刚测试了，算出来的是所有分子的频率。文献是如何得到单个分子频率的？
单独做td需要些：# ONIOM(b3lyp/6-31g(d) td(50-50,nstates=6):UFF=QEq) geom=connectivity
4:谢谢sob老师指点，今早上看到sob老师写的dushin和huang-rhys factor 帮助非常大。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-5-31 08:42

小范范1989 发表于 2016-5-31 07:52
谢谢sob老师的指点，我还有两个问题想咨询sob老师，
1：这种背景电荷的方式，是不是我说的这样处理？（ ...

是
pop=CHELPG

ONIOM处理和你这样处理，讨论区别前先具体明确到底怎样使用ONIOM来处理。优化你肯定是用ONIOM，冻结周围的优化中间的。问题是算频率这步，是拿ONIOM直接算整体的频率，还是就取中间那部分当孤立体系算频率，还是在考虑背景电荷下算中间那部分的频率。ONIOM算整体频率你得不到中间那个体系自身的频率，后两者，用后者更为合适，但你也可以和前者比较一下结果。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-5-31 08:45

小范范1989 发表于 2016-5-31 08:01
sob老师好，针对sob老师的指点，我理解了一下。
1：也就是通过晶体数据，把其他的分子固定起来（通过-1 ...

1 是
2 是。td是定义理论方法，所以得写里头去，写在外头高斯没法判断td是给high级别还是low级别用的。opt是计算任务，这是对整体来说的。
3 freq写外头去
用ONIOM结合freq算出来的必然是整体的频率，是按照加加减减的公式获得QM:MM级别的“整体”的Hessian再对角化计算频率的，所以得到的振动模式已经体现了high和low层原子的耦合了。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-5-31 08:57

sobereva 发表于 2016-5-31 08:45
1 是
2 是。td是定义理论方法，所以得写里头去，写在外头高斯没法判断td是给high级别还是low级别用的。o ...

非常感谢sob老师的指点，受益匪浅啊，自己摸索，懂得很少，所以一直来麻烦sob老师。谢谢老师。
ps：对3问题，当时我写错了，freq测试的时候是写在外面的，不好意思，我已经改过来了。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-9 08:12

sobereva 发表于 2016-5-31 08:42
是
pop=CHELPG

咨询sob老师一下：
这个ONIOM模型，原来都是这样写# ONIOM(b3lyp/6-31g(d):UFF=QEq) geom=connectivity opt
现在我想调泛函，这样写# ONIOM(mpwlyp/6-31g* IOp(3/76=1000002180) IOp(3/77=0709007820) IOp(3/78=0871010000):UFF=QEq) geom=connectivity opt
计算出错，
----------------------------------------------------------------------
# ONIOM(mpwlyp/6-31g* IOp(3/76=1000002180) IOp(3/77=0709007820) IOp(3/
78=0871010000):UFF=QEq) geom=connectivity opt
----------------------------------------------------------------------
QPErr --- A syntax error was detected in the input line.
# ONIOM(mpwlyp/6-31g* IOp(3/76=100000218
                     '
Last state= "ONIOM2"
TCursr= 193786 LCursr=       22
Error termination via Lnk1e in /home/software/g09D01/g09/l1.exe at Thu Jun  9 08:14:27 2016.
Job cpu time:    0 days  0 hours  0 minutes  0.2 seconds.
File lengths (MBytes):  RWF=    5 Int=    0 D2E=    0 Chk=    1 Scr=    1

是不是ONIOM这个模型，不能这样调节泛函》？
谢谢老师，如果这样的话，如何解决呢？因为这个b3lyp算的对不上。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-6-10 21:09

小范范1989 发表于 2016-6-9 08:12
咨询sob老师一下：
这个ONIOM模型，原来都是这样写# ONIOM(b3lyp/6-31g(d):UFF=QEq) geom=connectivity ...

算一个二聚体体系作为测试，IOp写外头，看看ONIOM计算过程中自定义泛函计算的high层的结果和你直接用自定义泛函算那个分子的单点是否一致

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-13 10:00

sobereva 发表于 2016-6-10 21:09
算一个二聚体体系作为测试，IOp写外头，看看ONIOM计算过程中自定义泛函计算的high层的结果和你直接用自定 ...

sob老师好，这是我测试的两个文件，给sob老师看看，放到外面的时候，是能运行的，但是不知道可以不？麻烦sob老师鉴证一下，谢谢老师。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-6-13 10:26

小范范1989 发表于 2016-6-13 10:00
sob老师好，这是我测试的两个文件，给sob老师看看，放到外面的时候，是能运行的，但是不知道可以不？麻烦 ...

你这没有可比性。应该用带着iop的那个泛函算一下当前体系里的苯，看看和ONIOM的时候用high级别算model体系的时候能量是否一致。一致就说明IOp在ONIOM的时候对于high级别能正常发挥作用。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-13 11:44

sobereva 发表于 2016-6-13 10:26
你这没有可比性。应该用带着iop的那个泛函算一下当前体系里的苯，看看和ONIOM的时候用high级别算model ...

sob老师好，我用ONIOM计算，然后找到high的能量为：
ONIOM: calculating energy.
ONIOM: gridpoint  1 method:  low system:  model energy:    0.018395525446
ONIOM: gridpoint  2 method:  high  system:  model energy:  -232.137940800850
ONIOM: gridpoint  3 method:  low system:  real  energy: 14.490921604804
ONIOM: extrapolated energy = -217.665414721492
ONIOM: calculating electric field derivatives.

利用单独算的，计算的为：
Initial convergence to 1.0D-05 achieved.  Increase integral accuracy.
SCF Done:  E(RmPW+HF-LYP) = -232.137915127    A.U. after 11 cycles
         NFock= 11  Conv=0.52D-08    -V/T= 2.0100

明显不一样哈，说明iop在外面不行。
那如何是好？找个近似的泛函，高斯支持的？
谢谢sob老师指点

作者
Author: sobereva 时间: 2016-6-13 12:21
就用别的泛函呗，那个mpw某某某的破泛函也没什么好处

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-13 16:36

sobereva 发表于 2016-6-13 12:21
就用别的泛函呗，那个mpw某某某的破泛函也没什么好处

恩，好的，谢谢sob老师。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-15 10:33

sobereva 发表于 2016-5-31 08:45
1 是
2 是。td是定义理论方法，所以得写里头去，写在外头高斯没法判断td是给high级别还是low级别用的。o ...

咨询一下sob老师，我用UFF力场+电子嵌入式的ONIOM，这个精度怎么样？
这样写对不对？
# ONIOM(pbe1pbe/6-311g(d) td(singlet,root=2,nstates=6):UFF=QEq)=Embedcharge geom=connectivity opt
谢谢sob老师。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-6-15 10:48

小范范1989 发表于 2016-6-15 10:33
咨询一下sob老师，我用UFF力场+电子嵌入式的ONIOM，这个精度怎么样？
这样写对不对？
# ONIOM(pbe1pbe/ ...

精度可以，对

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-16 16:11

sobereva 发表于 2016-6-15 10:48
精度可以，对

sob老师好，在这里还要麻烦sob老师。通过ONIOM我优化了T3的能量，得到的文件如下（附件），
我想看这个中间分子的能量。（也就是考虑周围分子影响之后，单个中间high层的能量）。
看的是哪一个？
是文件中的
Excited State 3:    Triplet-A    2.4488 eV  506.31 nm  f=0.0000  <S**2>=2.000
   110 ->112       0.35703
   111 ->112       0.45763
   111 ->113       0.33330
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-KS) =  -1303.30981047

还是文中的这个：
Test: gridpoint  1 method:  low system:  model energy:    0.243576548440
Test: gridpoint  2 method:  high  system:  model energy: -1302.687378502348
Test: gridpoint  3 method:  low system:  real  energy:    4.127407810319

或者是哪个？

如果是单分子的话，我知道，读取的是优化单分子之后文件中的这个：
Excited State 3:    Triplet-A    2.4483 eV  506.42 nm  f=0.0000  <S**2>=2.000
   104 ->112       -0.10240
   110 ->112       -0.35571
   111 ->112       0.44586
   111 ->113       -0.35195
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-KS) =  -1302.68524665

同时文件最后有\HF=-1302.7752185
这两个能量之间的差距就是这个2.4483ev。
所以，对于单分子优化T3的问价，我知道能量是哪个，同时这个HF+td能量=最终能量  这个对应我也知道。
但是对于ONIOM计算的这个能量，怎么对应呢？

作者
Author: sobereva 时间: 2016-6-16 18:46

小范范1989 发表于 2016-6-16 16:11
sob老师好，在这里还要麻烦sob老师。通过ONIOM我优化了T3的能量，得到的文件如下（附件），
我想看这个 ...

使用电子嵌入后每个部分计算的输出和最终的汇总输出会对应不上，应当是用-1302.687378502348。
如果心有余悸，把周围分子原子电荷当背景电荷再算一次与之对照。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-16 20:30

sobereva 发表于 2016-6-16 18:46
使用电子嵌入后每个部分计算的输出和最终的汇总输出会对应不上，应当是用-1302.687378502348。
如果心有 ...

谢谢sob老师，
也就是不管是优化基态，或者优化激发态（S1，T1，以及S2和T2）。
咱们都看这个能量数值：
Test: gridpoint 2 method: high system: model energy:XXXXXXXXX
谢谢sob老师指点。
正在按照老师的那个帖子，设置背景电荷来做频率分析，谢谢老师。嘿嘿

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-6-27 17:42
本帖最后由小范范1989 于 2016-6-27 18:03 编辑

sobereva 发表于 2016-6-16 18:46
使用电子嵌入后每个部分计算的输出和最终的汇总输出会对应不上，应当是用-1302.687378502348。
如果心有 ...

sob老师好，再来麻烦sob老师，
我想采用ONIOM模型的时候，对high层分子进行势能面的扫描
1：对于基态S0的势能面，我是这样写的
%chk=fan-five-1.chk
# ONIOM(pbe1pbe/6-311g(d):UFF=QEq)=Embedcharge geom=connectivity opt=modredundant

TPA-AC

0 1
....
254 253 248 249 S 18 10.0   PS：这个是在文件的最后添加的，末尾空两行
这个任务还在计算，应该没问题。

2：我想对S1和T2也进行势能面的扫描，我写的表头分别为：
# ONIOM(pbe1pbe/6-311g(d):UFF=QEq)=Embedcharge geom=connectivity td opt=modredundant

TPA-AC

0 1
...
254 253 248 249 S 18 10.0

和
# ONIOM(pbe1pbe/6-311g(d):UFF=QEq)=Embedcharge geom=connectivity td(triplet,root=2,nstates=6) opt=modredundant

TPA-AC

0 1
...
254 253 248 249 S 18 10.0

出错的提示为：

dumping /fiocom/, unit = 3 NFiles =    1 SizExt = 524288 WInBlk =    512
               defal = T LstWrd =    65536 FType=2 FMxFil=10000

Number             0
Base          40448
End          65536
End1          65536
Wr Pntr       40448
Rd Pntr       40448
Length       25088
Error termination in NtrErr:
NtrErr Called from FileIO.

我查阅网上说是输入文件的问题，不知道我的输入文件有没有错？
谢谢sob老师的指点

PS：刚刚我疏忽了，这个td应该是写在里面的，我写在了外面，所以出错了，给sob老师添麻烦了，谢谢老师。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-7-8 18:15
本帖最后由小范范1989 于 2016-7-8 18:18 编辑

sobereva 发表于 2016-6-15 10:48
精度可以，对

sob老师，按照在量子化学培训班学习的，和sob老师在这个帖子中的指点，以及您写的另外一个“”“帮助设定Gaussian输入文件中优化flag和MM电荷的小工具”帖子，计算了一些数据，写了一篇文章。现在修改文章，遇到了这么几个问题，当时我也模糊，来请sob老师指点一下，谢谢老师。
1：这个QM/MM和ONIOM方式不一样？我感觉ONIOM在处理的时候，中间分子是量子化学计算，周围分子不是力场方式，为什么不是一回事？
2：我记得在群里讨论的时候，老师说这个QMMM方式（电子嵌入式）和ONIOM（电子嵌入式）的精度是可比的，这里有什么依据吗？参考文献什么的？因为，我在文中说用高斯的ONIOM（电子嵌入）精度能到到和QMMM一样的精度，这里，导师问依据是什么？谢谢老师。
3：我在用ONIOM优化之后，计算中间分子频率，用的是背景电荷的方式，background charge method，我是这么写的，有这个方法吗？还是这是个处理的方式？有相应这种计算的参考文献吗？
谢谢sob帮助和指点。
PS：同时咨询一下sob老师，我在致谢中写了您，在推荐审稿人的时候，能否再推荐您？他们（ACS）是不是不会送给您？

作者
Author: sobereva 时间: 2016-7-8 19:52

小范范1989 发表于 2016-7-8 18:15
sob老师，按照在量子化学培训班学习的，和sob老师在这个帖子中的指点，以及您写的另外一个“”“帮助设定 ...

1 ONIOM是以嵌套方式算总能量，QM/MM是拼接方式算总能量。ONIOM的方式某种意义上更广义一些，不仅可以结合QM和MM，还可以把任意两个级别结合在一起，而且可以计算各种属性而不仅仅算能量。

2 不要老想参考文献，很多东西只要搞懂原理，稍微一想就自然明白了，不能没有参考文献就不能想问题了。

至于精度还有其它影响因素，怎么处理链接原子、力学嵌入还是电子嵌入等，具体东西明确了才能讨论。

3 不算什么特殊方法，只是一个做法、方式而已。我倒是没看见这样算频率的文献。

如果编辑留意了致谢的话，肯定没有可能我收到。但也有一些期刊编辑比较糊涂，致谢里写了我，但是稿子最终还是落到我手里了。不过如果不是波函数分析主题的话，没必要推荐审稿人写我，落到我这里可能性还是很低的，而且我也忙得很不好抽出时间审稿。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-7-8 20:32

sobereva 发表于 2016-7-8 19:52
1 ONIOM是以嵌套方式算总能量，QM/MM是拼接方式算总能量。ONIOM的方式某种意义上更广义一些，不仅可以结 ...

恩，明白了，谢谢sob老师的指点，一直麻烦sob老师，谢谢老师。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-7-22 15:07

sobereva 发表于 2016-7-8 19:52
1 ONIOM是以嵌套方式算总能量，QM/MM是拼接方式算总能量。ONIOM的方式某种意义上更广义一些，不仅可以结 ...

sob老师好，关于之前的这个计算问题，再次来麻烦sob老师
1：晶体结构，我用ONIOM来优化，
%nprocshared=19
%mem=2GB
%chk=fan-five-1.chk
# ONIOM(pbe1pbe/6-31g(d):UFF=QEq)=Embedcharge geom=connectivity opt=calcall

TPA-AC

0 1
N          -1 3.41713000 7.58693000 16.22780000 L
N          -1 2.79500000 7.61350000 18.51740000 L
N          -1 2.08793000 5.82938000 17.11820000 L
...
2：优化完之后，我对中间的分子求频率，是通过添加背景电荷的方式：
%nprocshared=8
%mem=2GB
%chk=fan-TPA-AC.chk
#p pbe1pbe/6-31g(d) freq charge

TPA-AC

0 1
N    -2.89455700 1.23567600 -3.90560600
N    -5.16303400 1.85454500 -3.69572000
N    -3.62237000 2.42101300 -1.99073100
......
这样求出来一直有虚频。
Full mass-weighted force constant matrix:
Low frequencies ---  -15.8586  -14.1926  -11.7063  -10.4895 -9.3975 -7.0118
Low frequencies --- -4.1594 2.6072 5.8612
****** 3 imaginary frequencies (negative Signs) ******
Diagonal vibrational polarizability:
   84.3248313    61.5880741    64.8514563
Harmonic frequencies (cm**-1), IR intensities (KM/Mole), Raman scattering
activities (A**4/AMU), depolarization ratios for plane and unpolarized
incident light, reduced masses (AMU), force constants (mDyne/A),
and normal coordinates:
                  1                   2                   3
                  A                   A                   A
Frequencies -- -14.9066             -9.8311             -7.3698
Red. masses --    6.1587                6.1502                5.5350
Frc consts  --    0.0008                0.0004                0.0002
IR Inten --    0.0506                0.0182                0.0055

3：如果我求中间分子的频率的时候，不添加背景电荷，求频率是这样的，也有虚频：
%nprocshared=8
%mem=2GB
%chk=fan-TPA-AC.chk
#p pbe1pbe/6-31g(d) freq

TPA-AC

0 1
N       -2.89306200 1.23548400 -3.90623000
N       -5.16167700 1.85404900 -3.69680400
...

Low frequencies ---  -14.3899  -13.4845  -10.1259 -8.4460 -5.6645 -0.0023
Low frequencies --- -0.0021 -0.0006 3.1232
****** 3 imaginary frequencies (negative Signs) ******
Diagonal vibrational polarizability:
   49.1116452    75.1232241    41.2636142
Harmonic frequencies (cm**-1), IR intensities (KM/Mole), Raman scattering
activities (A**4/AMU), depolarization ratios for plane and unpolarized
incident light, reduced masses (AMU), force constants (mDyne/A),
and normal coordinates:
                  1                   2                   3
                  A                   A                   A
Frequencies -- -13.8307             -12.1785             -2.1856
Red. masses --    5.5261                5.6764                6.6477
Frc consts  --    0.0006                0.0005                0.0000
IR Inten --    0.0455                0.0185                0.0024
这个怎么再调节呢？谢谢老师，实在是找不出办法了，望老师指点一二、

作者
Author: sobereva 时间: 2016-7-22 15:30

小范范1989 发表于 2016-7-22 15:07
sob老师好，关于之前的这个计算问题，再次来麻烦sob老师
1：晶体结构，我用ONIOM来优化，
%nprocshared ...

这没辙。你在ONIOM下，低层原子不光与高层有静电相互作用，还有vdW项，你在计算中间分子频率的时候并未体现。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-7-22 20:48

sobereva 发表于 2016-7-22 15:30
这没辙。你在ONIOM下，低层原子不光与高层有静电相互作用，还有vdW项，你在计算中间分子频率的时候并未体 ...

偶，谢谢sob老师。、
也就是，我在ONIOM优化计算的时候，泛函没有加色散，只是考虑了静电作用。
同时在计算频率的时候，也是没有加入色散校正。
所以，以上的计算忽落了色散的作用，
现在如何解决呢？
1：ONIOM优化的时候，就对泛函加色散？
# ONIOM(pbe1pbe/6-31g(d):UFF=QEq)=Embedcharge geom=connectivity opt=calcall empiriticaldispersion=GD3BJ ？这样写对吗。
2：在计算单个中心分子的时候，用背景电荷的方式，然后泛函加色散？
#p pbe1pbe/6-31g(d) freq charge empiriticaldispersion=GD3BJ？这样写对吗？
3：如果做修改，是不是这个微小的虚频是可以接受，结果可以被应用呢？
谢谢sob老师指点。懂得比较少，问的比较菜，谢谢老师的耐心指点。

作者
Author: sobereva 时间: 2016-7-23 00:00

小范范1989 发表于 2016-7-22 20:48
偶，谢谢sob老师。、
也就是，我在ONIOM优化计算的时候，泛函没有加色散，只是考虑了静电作用。
同时在 ...

我说的MM与QM间的范德华作用和泛函是否考虑色散作用完全是两码事。
MM力场会用LJ势描述范德华作用，因此QM原子与MM间在ONIOM(QM:MM)计算时也相当于有范德华作用项。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-7-23 07:56

sobereva 发表于 2016-7-23 00:00
我说的MM与QM间的范德华作用和泛函是否考虑色散作用完全是两码事。
MM力场会用LJ势描述范德华作用，因 ...

偶，明白了，谢谢sob老师指点。谢谢老师

作者
Author: RickyE 时间: 2016-9-13 00:20

sobereva 发表于 2016-7-23 00:00
我说的MM与QM间的范德华作用和泛函是否考虑色散作用完全是两码事。
MM力场会用LJ势描述范德华作用，因 ...

Sob 老师，对于ONIOM 的频率计算我也有类似的问题。我的问题是溶剂中分子两种构象的能量对比，隐式溶剂经过测试无法反应正确的能量，所以用了ONIOM并把溶剂指定为low层，得到的单点能符合实验结果，现在考虑通过freq计算自由能进一步对比。请问我应该对整个体系做freq，还是去掉low层的溶剂分子对high层分子做freq吗，或者是有什么更合理的方法吗？谢谢您！

作者
Author: sobereva 时间: 2016-9-13 04:53

RickyE 发表于 2016-9-13 00:20
Sob 老师，对于ONIOM 的频率计算我也有类似的问题。我的问题是溶剂中分子两种构象的能量对比，隐式溶剂经 ...

只能对整体做freq。只抠出来high层做freq，但又是对real优化的，完全对应不上

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-9-13 07:54

RickyE 发表于 2016-9-13 00:20
Sob 老师，对于ONIOM 的频率计算我也有类似的问题。我的问题是溶剂中分子两种构象的能量对比，隐式溶剂经 ...

对，ONIOM好像是做freq的时候，是全部的。
这不我才用了背景电荷的方式：就是把low层作为背景电荷，然后计算high的freq。
当然，应该和真是的构型也是有差距的。不过遮阳至少包括了静电部分是吧？
我的理解哈，不一定对，具体的还要咨询sob老师

作者
Author: RickyE 时间: 2016-9-14 00:31

sobereva 发表于 2016-9-13 04:53
只能对整体做freq。只抠出来high层做freq，但又是对real优化的，完全对应不上

谢谢Sob老师，您的意思我明白了。请问这样对整体做freq之后得到的能量（以及之前得到的oniom extrapolated energy）可以作为判断溶剂中两种构象相对稳定性的判断依据吗？谢谢您！

作者
Author: RickyE 时间: 2016-9-14 00:35

小范范1989 发表于 2016-9-13 07:54
对，ONIOM好像是做freq的时候，是全部的。
这不我才用了背景电荷的方式：就是把low层作为背景电荷，然后 ...

谢谢小范范。我也看到了您关于背景电荷的讨论，请问这个设定是怎么实现的呢，我查看了gaussian里的charge关键词，但是还是不太明白怎么设置，low层的电荷是从oniom输出得到然后受动添加的吗，方便的话可否提供输入文件例子呢？多谢啦！

作者
Author: sobereva 时间: 2016-9-14 07:21

RickyE 发表于 2016-9-14 00:31
谢谢Sob老师，您的意思我明白了。请问这样对整体做freq之后得到的能量（以及之前得到的oniom extrapolate ...

姑且可以，但还是建议少用显式水。就在溶质附近关键位置加一个或几个水，其余的都用隐式溶剂模型表现为宜。要不然还牵扯溶剂分子之间相互作用对整体能量的影响。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2016-9-14 07:51

RickyE 发表于 2016-9-14 00:35
谢谢小范范。我也看到了您关于背景电荷的讨论，请问这个设定是怎么实现的呢，我查看了gaussian里的charge ...

你好，其实很简单，高斯中的charge关键词。输入文件如下
%nprocshared=12
%mem=2GB
%chk=test.chk
# b3lyp/6-31g(d) td freq charge

Title Card Required

0 1
C          -3.21947657 -0.61046511 0.00000000
C          -1.82431657 -0.61046511 0.00000000
C          -1.12677857 0.59728589 0.00000000
C          -1.82443257 1.80579489 -0.00119900
C          -3.21925757 1.80571689 -0.00167800
C          -3.91685857 0.59751089 -0.00068200
H          -3.76923557 -1.56278211 0.00045000
H          -1.27480857 -1.56297811 0.00131500
H          -0.02709857 0.59736589 0.00063400
H          -1.27423257 2.75793789 -0.00125800
H          -3.76937957 2.75799789 -0.00263100
H          -5.01646257 0.59769389 -0.00086200

-3.17415692 1.67509549 2.00483475 0.50000000
-2.81750250 0.66628548 2.00483475 -0.50000
-2.81748408 2.17949368 2.87848625 0.640000
-2.81748408 2.17949368 1.13118324 0.340000
-4.24415692 1.67510867 2.00483475 -0.250000

作者
Author: lonemen 时间: 2019-8-31 18:56
很实用，收藏备用。

作者
Author: 小范范1989 时间: 2019-8-31 21:56

lonemen 发表于 2019-8-31 18:56
很实用，收藏备用。

哈哈哈，看来都是打篮球的人啊。

作者
Author: 暖空 时间: 2019-11-12 18:54

sobereva 发表于 2016-5-31 08:42
是
pop=CHELPG

sob老师好！
在固定MM层用oniom计算freq时，freq写在外面计算的是整体的频率。我看输出的freq只有3N个简正振动模。是不是虽然输出的是QM层的振动模，但是这个振动模不是纯粹的QM的，而是包含了QM层和MM层原子耦合的振动模，也就是'整体'的freq。请问我这种理解对不对？
还有，单分子计算freq的时候输出的是3N-6的振动模，为啥这里输出的是3N个呢？
谢谢老师指点。

作者
Author: sobereva 时间: 2019-11-13 22:12

暖空发表于 2019-11-12 18:54
sob老师好！
在固定MM层用oniom计算freq时，freq写在外面计算的是整体的频率。我看输出的freq只有3N个简 ...

freq算的就是整体的频率，相当于用ONIOM方法产生组合出的力常数矩阵然后对角化

忘了

作者
Author: 暖空 时间: 2019-11-13 22:17

sobereva 发表于 2019-11-13 22:12
freq算的就是整体的频率，相当于用ONIOM方法产生组合出的力常数矩阵然后对角化

忘了

恩恩，谢谢老师！

作者
Author: shuifangren 时间: 2020-9-21 13:44

sobereva 发表于 2016-6-13 12:21
就用别的泛函呗，那个mpw某某某的破泛函也没什么好处

sob 老师，我想问一下，ONIOM模型计算怎么算结合能呢？套用之前的定义，E=E(AB)-EA-EB,
在QM/MM计算中，假设A在high层QM区,B在low层MM区，E=E(total)-EA(QM)-EB(MM),老师这样对嘛？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2020-9-21 14:36

shuifangren 发表于 2020-9-21 13:44
sob 老师，我想问一下，ONIOM模型计算怎么算结合能呢？套用之前的定义，E=E(AB)-EA-EB,
在QM/MM计算中， ...

一般把A和B彼此距离比较近的地方算作QM区，其他地方算作MM区
然后分别用ONIOM计算A、B、AB，E(AB)-E(A)-E(B)就行了。也就是要做3个ONIOM计算
ONIOM的精髓在于反应过程中变化大的部分用精确的方法，变化小的部分用粗糙的办法，如果A和B一个用QM一个用MM，就失去了用ONIOM的意义了，因为QM区和MM区的相互作用只有MM的精度。

作者
Author: shuifangren 时间: 2020-9-22 08:43
谢谢您的回复，但我还是没有明白您的意思，假设A和B接近的部分是+1,那么QM区就是A+1，MM区就是B-1,如何用ONIOM计算A和B呢？

作者
Author: sobereva 时间: 2020-9-22 22:44

shuifangren 发表于 2020-9-21 13:44
sob 老师，我想问一下，ONIOM模型计算怎么算结合能呢？套用之前的定义，E=E(AB)-EA-EB,
在QM/MM计算中， ...

QM/MM和ONIOM(QM:MM)的原理截然不同

ONIOM下具体怎么算最好把体系截图发出来，要不然很难解释准确

作者
Author: pony 时间: 2021-3-9 10:42

小范范1989 发表于 2016-5-31 08:57
非常感谢sob老师的指点，受益匪浅啊，自己摸索，懂得很少，所以一直来麻烦sob老师。谢谢老师。
ps：对3 ...

老师，能不能留个QQ号咨询下ONIOM计算的问题，可以有偿

作者
Author: wugaiyan 时间: 2021-11-10 21:18

小范范1989 发表于 2016-9-14 07:51
你好，其实很简单，高斯中的charge关键词。输入文件如下
%nprocshared=12
%mem=2GB

范老师，我看你前面部分命令行用的qeq，那你这个背景电荷用的哪种电荷？可以求qeq的背景电荷吗

作者
Author: DLJS 时间: 2023-7-4 10:11

sobereva 发表于 2020-9-22 22:44
QM/MM和ONIOM(QM:MM)的原理截然不同

ONIOM下具体怎么算最好把体系截图发出来，要不然很难解释准确

sob老师您好，我用oniom模型考察蛋白配体结合能，选取了配体5A范围内的残基，高层包含配体小分子和部分有关键作用的残基，其余的为低层，不明白如何计算结合能，希望得到老师的帮助。

作者
Author: sobereva 时间: 2023-7-5 02:10

wugaiyan 发表于 2021-11-10 21:18
范老师，我看你前面部分命令行用的qeq，那你这个背景电荷用的哪种电荷？可以求qeq的背景电荷吗

强烈不建议图省事用QEq作为背景电荷，对静电势重现性极差，此文说了
要善用簇模型，不要盲目用ONIOM算蛋白质-小分子相互作用问题
http://sobereva.com/597
使用量子化学程序基于簇模型计算金属表面吸附问题
http://sobereva.com/540（http://bbs.keinsci.com/thread-16532-1-1.html）

作者
Author: sobereva 时间: 2023-7-5 02:11

DLJS 发表于 2023-7-4 10:11
sob老师您好，我用oniom模型考察蛋白配体结合能，选取了配体5A范围内的残基，高层包含配体小分子和部分有 ...

1 ONIOM计算整体能量
2 ONIOM计算蛋白质能量
3 DFT计算配体能量

然后E(1)-E(2)-E(3)。其中1、2中ONIOM模型、划分需要一致

作者
Author: DLJS 时间: 2023-7-5 09:54

sobereva 发表于 2023-7-5 02:11
1 ONIOM计算整体能量
2 ONIOM计算蛋白质能量
3 DFT计算配体能量

明白啦，非常感谢sob老师~
老师我还有一点疑问：提高基组算1和2的能量都是把DFT部分的基组提高就好了吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-7-5 10:07

DLJS 发表于 2023-7-5 09:54
明白啦，非常感谢sob老师~
老师我还有一点疑问：提高基组算1和2的能量都是把DFT部分的基组提高就好了吗 ...

是

作者
Author: Lipy 时间: 2023-8-7 10:22
您好，请问您在用ONIOM计算完频率后，是否是使用了MOMAP进行后续计算？MOMAP可以用ONIOM的频率计算结果来进行非辐射跃迁速率的计算吗？

作者
Author: Lipy 时间: 2023-8-7 10:29

sobereva 发表于 2016-5-31 08:42
是
pop=CHELPG

请问sob老师，我直接使用ONIOM来计算整体的频率，但是把low层全部冻结，是否可以得到high层自身的频率？因为我之前的一次单分子freq计算时冻结了一个分子的二面角，查看计算结果发现冻结的四个原子没有振动，后来才知道单分子freq计算时不能冻结原子，但是对于ONIOM这种情况，我突然想到既然冻结原子可以让它没有振动，那我把low层原子全部冻结，是否计算出的频率就只是high层自身的频率了呢？这样同时也考虑了晶体环境下分子间相互作用的影响，这是我个人的一点想法，不知道是否正确。

作者
Author: sobereva 时间: 2023-8-7 21:13

Lipy 发表于 2023-8-7 10:29
请问sob老师，我直接使用ONIOM来计算整体的频率，但是把low层全部冻结，是否可以得到high层自身的频率？ ...

假设体系分为A、B两部分，不管你用不用ONIOM，冻结B片段都会导致B部分原子不动，而且忽略A-B之间的耦合对Hessian的贡献。在这点上和ONIOM没直接关系。

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)