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标题: 通过编辑文件使用M062X来计算O3的HOMO，但Multiwfn输出显示是在b3lyp条件下计算得出 [打印本页]
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Author: Khr1stNLK    时间: 2025-6-6 11:49
标题: 通过编辑文件使用M062X来计算O3的HOMO，但Multiwfn输出显示是在b3lyp条件下计算得出
本帖最后由 Khr1stNLK 于 2025-6-6 11:51 编辑

通过编辑输入文件使用M062X/6-311+g(d,p)来计算O3的homo，但Multiwfn输出CDFT文件里显示是在B3LYP/6-31G*条件下计算得出的，在Multiwfn程序里生成N n+1 n-1文件时，输入的也是M062X/6-311+g(d,p)，想问问大佬们这中情况是没识别出来吗？还是说他虽然显示是B3LYP/6-31G*，但实际为M062X/6-311+g(d,p)。以下为输出文件首行提示： Note: the E(HOMO) of TCE used for evaluating nucleophilicity index is the value evaluated at B3LYP/6-31G* level。这对我计算得出的亲电亲核指数  fukui函数 homo有影响吗？这个是我的初始放进GAUSSIAN进行计算的输入文件。
%nprocshared=4
%mem=1GB
%chk=D:\O3-JGYH-IN.chk
# opt freq M062X/6-311+g(d,p) SCRF=(SMD,solvent=water)

24823

0 1
O                 -0.09500000   -0.49430000    0.00000000
O                  1.14890000    0.21520000    0.00000000

O                 -1.05400000    0.27910000    0.00000000
以下为Multiwfn输出的CDTF文件内容
Note: the E(HOMO) of TCE used for evaluating nucleophilicity index is the value evaluated at B3LYP/6-31G* level

Hirshfeld charges, condensed Fukui functions and condensed dual descriptors
Units used below are "e" (elementary charge)
     Atom     q(N)    q(N+1)   q(N-1)     f-       f+       f0      CDD
     1(O )   0.2315  -0.0288   0.4528   0.2213   0.2603   0.2408   0.0390
     2(O )  -0.1157  -0.4854   0.2736   0.3893   0.3697   0.3795  -0.0196
     3(O )  -0.1157  -0.4855   0.2736   0.3893   0.3697   0.3795  -0.0196

Condensed local electrophilicity/nucleophilicity index (e*eV)
     Atom              Electrophilicity          Nucleophilicity
     1(O )                  0.72058                 -0.59086
     2(O )                  1.02345                 -1.03968
     3(O )                  1.02347                 -1.03968

Condensed local softness (e/Hartree), relative electrophilicity/nucleophilicity (dimensionless) and condensed local hyper-softness (e/Hartree^2)
     Atom         s-          s+          s0        s+/s-       s-/s+       s(2)
     1(O )      0.5327      0.6266      0.5796      1.1764      0.8500      0.2262
     2(O )      0.9373      0.8900      0.9136      0.9496      1.0531     -0.1138
     3(O )      0.9373      0.8900      0.9136      0.9496      1.0531     -0.1137

E(N):     -225.375271 Hartree
E(N+1):     -225.458287 Hartree
E(N-1):     -224.876847 Hartree
E_HOMO(N):     -0.433330 Hartree,  -11.7915 eV
E_HOMO(N+1):   -0.033061 Hartree,   -0.8996 eV
E_HOMO(N-1):   -0.757955 Hartree,  -20.6250 eV
First vertical IP:     0.498424 Hartree,   13.5628 eV
First vertical EA:     0.083016 Hartree,    2.2590 eV
Mulliken electronegativity:     0.290720 Hartree,    7.9109 eV
Chemical potential:            -0.290720 Hartree,   -7.9109 eV
Hardness (=fundamental gap):    0.415408 Hartree,   11.3038 eV
Softness:      2.407274 Hartree^-1,    0.0885 eV^-1
Softness^2:    5.794969 Hartree^-2,    0.0078 eV^-2
Electrophilicity index:    0.101729 Hartree,    2.7682 eV
Nucleophilicity index:    -0.098132 Hartree,   -2.6703 eV



作者
Author: zjxitcc    时间: 2025-6-6 12:53
本帖最后由 zjxitcc 于 2025-6-6 12:57 编辑

这个问题略为复杂，不是您描述的那样。在做波函数分析之前，应先确保自己的量子化学计算是合理的，否则分析得天花乱坠都是错的。中性单重态O3是开壳层单重态（也称 对称破缺单重态），您的计算看起来有误。以下是O3结构优化的gjf文件示例（这里沿用了你的坐标，泛函，基组，和隐式溶剂模型）
  1. %chk=O3_ini.chk
  2. %nprocshared=10
  3. %mem=40GB
  4. #p UM062X/6-311+G(d,p) scrf=SMD nosymm guess=mix stable=opt

  6. title

  8. 0 1
  9. O   -0.09500000   -0.49430000    0.00000000
  10. O    1.14890000    0.21520000    0.00000000
  11. O   -1.05400000    0.27910000    0.00000000


  14. --Link1--
  15. %chk=O3_ini.chk
  16. %nprocshared=10
  17. %mem=40GB
  18. #p opt=calcfc freq UM062X chkbasis scrf=SMD nosymm guess=read geom=allcheck

复制代码
这是一个两步任务：第一步检验波函数稳定性，并确保波函数稳定；第二步读取稳定波函数 做结构优化和频率分析。在Gaussian计算完成后，可以在输出文件中看每一帧结构的能量和<S^2>，为节约篇幅，这里我只展示最后一帧结构的这部分信息
  1. SCF Done:  E(UM062X) =  -225.387145013     A.U. after    1 cycles
  2.             NFock=  1  Conv=0.19D-08     -V/T= 2.0021
  3. <Sx>= 0.0000 <Sy>= 0.0000 <Sz>= 0.0000 <S**2>= 0.4820 S= 0.3556
复制代码
自始至终都是开壳层单重态。用GaussView打开log文件，确认没有虚频，是极小点。此刻我们不能直接用最后一帧结构的波函数去做波函数分析，应当再次检验波函数稳定性，具体操作为（这是Linux系统下的命令）
  1. cp O3_ini.chk O3_stab.chk
复制代码
即复制一份chk文件，准备用来读取。接着写一个文件O3_stab.gjf
  1. %chk=O3_stab.chk
  2. %nprocshared=10
  3. %mem=40GB
  4. #p UM062X chkbasis scrf=SMD nosymm guess=read geom=allcheck stable

复制代码
计算完成后，可以在O3_stab.log文件中看到
  1. The wavefunction is stable under the perturbations considered.
复制代码
说明当前结构的波函数仍然是稳定的，之前的频率分析有意义；反之，若发现波函数不稳定，则上一步的频率分析没有意义，需要读取稳定波函数继续优化几何结构。运行
  1. formchk O3_stab.chk O3_stab.fch
复制代码
获得中性单重态O3的fch文件。

接着用上述优化好的几何结构，做O3负离子的单点计算（即N+1个电子），gjf文件示例如下
  1. %chk=O3_anion.chk
  2. %mem=20GB
  3. %nprocshared=10
  4. #p UM062X/6-311+G(d,p) scrf=SMD nosymm scf(xqc,maxcycle=500) stable=opt

  6. title

  8. -1 2
  9. O  -0.021856   -0.444516    0.000000
  10. O   1.075316    0.169596    0.000000
  11. O  -1.053560    0.274920    0.000000

复制代码
由于O3负离子是二重态，不是单重态，因此不需要guess=mix。计算完成后，运行
  1. formchk O3_anion.chk O3_anion.fch
复制代码
获得N+1电子态的fch文件。类似地，可以完成N-1电子的计算。最后用这3个fch文件提供给Multiwfn做波函数分析（无需再让Multiwfn调用Gaussian计算N+1和N-1电子态，因为都算好了）。
作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ    时间: 2025-6-6 13:10
（羟基自由基/单重态O2/臭氧降解某某有机物的反应历程描绘和反应位点分析，好经典的研究课题）

对于问题本身，在http://sobereva.com/484有特别说明
唯一值得特别一提的是亲核指数（以及局部亲核指数），这个量是依赖于TCE（四氰基乙烯）的HOMO能量定义的，TCE的HOMO能量按理说是应当使用和当前计算级别完全一样的级别来计算的，这样得到的全局和局部亲核指数才是严格的，但Multiwfn在给出的时候是自动用笔者事先算好的B3LYP/6-31G*下的TCE的HOMO值-0.335198 Hartree算的。如果你当前用的不是B3LYP/6-31G*级别且追求更严格的结果，应当自行用当前级别去算TCE的HOMO值然后手动根据定义得到全局和局部亲核指数。


顺便也可以看看http://sobereva.com/543对HOMO和LUMO的分析
作者
Author: Khr1stNLK    时间: 2025-6-6 14:38
zjxitcc 发表于 2025-6-6 12:53
这个问题略为复杂，不是您描述的那样。在做波函数分析之前，应先确保自己的量子化学计算是合理的，否则分析 ...

好的，谢谢老师，我明白了
作者
Author: Khr1stNLK    时间: 2025-6-6 14:39
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-6-6 13:10
（羟基自由基/单重态O2/臭氧降解某某有机物的反应历程描绘和反应位点分析，好经典的研究课题）

对于问题 ...

好的，谢谢老师，我大概知道怎么去解决了



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