计算化学公社

标题: 如何实现批量计算上千个分子的键能 [打印本页]

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Author: Dreamer1 时间: 2025-7-22 01:22
标题: 如何实现批量计算上千个分子的键能
老师好，我现在想对一批（大约1300个）环状醚分子（如下图）中，与O相邻的C原子上C—H键（比如3和9号原子之间）的键能计算并整理，然后用于机器学习的数据集。现在有以下三个问题：（1）计算C-H键能如何设置基组和泛函？需要进行几何优化然后再分别计算单点能吗？这个计算的思路我还是不太清晰。（2）我参阅了前面的帖子，批量算键能是不是用gaussian结合Multiwfn然后再结合shell脚本才能实现？（3）因为我需要计算的是特定的C-H的键能x（与O原子相邻的C上面的C-H），所以在批量算的时候，如何才能准确地算出这个特定位置的键能？

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作者
Author: sobereva 时间: 2025-7-22 05:41
1 取决于算键能的目的。理论研究键强度而计算键能不需要优化片段结构，和实验对比需要。看论坛里的过往讨论，我回答过很多次

2 需要shell脚本。诸如利用Multiwfn下文的功能可以直接设置删除特定原子而保留剩下的，然后可保存成gjf文件（或ORCA的输入文件等）
Multiwfn中非常实用的几何操作和坐标变换功能介绍
http://sobereva.com/610（http://bbs.keinsci.com/thread-24674-1-1.html）
如果不清楚shell脚本编写，可参考
详谈Multiwfn的命令行方式运行和批量运行的方法
http://sobereva.com/612（http://bbs.keinsci.com/thread-24929-1-1.html）

3 须已知体系中原子序号排列规则，才能用脚本自动处理。不规则的话需要自己想办法先重排

作者
Author: Dreamer1 时间: 2025-7-22 09:16

sobereva 发表于 2025-7-22 05:41
1 取决于算键能的目的。理论研究键强度而计算键能不需要优化片段结构，和实验对比需要。看论坛里的过往讨论 ...

好的，谢谢老师的指导！我想进一步问一下，如果我只是考虑理论计算键的强度，不考虑与实验对照，那么我是不是只需要对每个完整的结构优化后，用counterpoise去计算键能（这种做法类似于结合能）？

作者
Author: sobereva 时间: 2025-7-23 07:43

Dreamer1 发表于 2025-7-22 09:16
好的，谢谢老师的指导！我想进一步问一下，如果我只是考虑理论计算键的强度，不考虑与实验对照，那么我是 ...

算键能不要用counterpoise，看
计算化学键键能时以counterpoise方式考虑BSSE不仅是多余的甚至是有害的
http://sobereva.com/381（http://bbs.keinsci.com/thread-6047-1-1.html）

counterpoise仅适合在计算弱相互作用能的时候用

作者
Author: Dreamer1 时间: 2025-7-24 10:21

sobereva 发表于 2025-7-23 07:43
算键能不要用counterpoise，看
计算化学键键能时以counterpoise方式考虑BSSE不仅是多余的甚至是有害的
...

好的，明白了老师。还有一个想咨询一下，目前我在做计算分子的键能、分子的过渡态（吉布斯自由能的变化）这些计算，这些是不是在量子化学初级班里面会全面的涉及？我想买课程资料学习

作者
Author: sobereva 时间: 2025-7-25 15:31

Dreamer1 发表于 2025-7-24 10:21
好的，明白了老师。还有一个想咨询一下，目前我在做计算分子的键能、分子的过渡态（吉布斯自由能的变化） ...

是的，都全面讲了，给了具体实例

作者
Author: Dreamer1 时间: 2025-8-17 11:39

sobereva 发表于 2025-7-25 15:31
是的，都全面讲了，给了具体实例

老师，我在量子化学初级班课程资料里看到的示例是“用标准焓计算乙烷中的C-C键能”，还是有点问题，还是基于上面帖子的内容，在操作方面还是不太清楚如何在理论层面单纯地计算某个特定的键能（比如上述分子中3号和9号原子之间的键能），我现在对整个分子做完几何优化了，因为我计算的是C-H键，下一步是不是将其中一个H给去掉，然后计算剩下的电子能量？那单独的一个H怎么计算电子能量呢？

作者
Author: sobereva 时间: 2025-8-18 02:57

Dreamer1 发表于 2025-8-17 11:39
老师，我在量子化学初级班课程资料里看到的示例是“用标准焓计算乙烷中的C-C键能”，还是有点问题，还是 ...

计算断键后的两个片段的能量，即去掉H的能量，以及H的能量
H的能量照常计算呗。PS：如果要计算H的焓，优化的步骤要去掉（没法优化单个原子），其它方面和普通分子一样

作者
Author: Dreamer1 时间: 2025-8-18 18:46

sobereva 发表于 2025-8-18 02:57
计算断键后的两个片段的能量，即去掉H的能量，以及H的能量
H的能量照常计算呗。PS：如果要计算H的焓，优 ...

完全明白了老师，感谢老师的耐心指导！下一步我再仔细听几遍学习量子化学班的课程，把这些练习多多熟练！谢谢老师！

作者
Author: Dreamer1 时间: 2025-8-18 20:51

sobereva 发表于 2025-8-18 02:57
计算断键后的两个片段的能量，即去掉H的能量，以及H的能量
H的能量照常计算呗。PS：如果要计算H的焓，优 ...

老师，抱歉，想再请教一下，分别算片段能量的时候，都是让片段处于基态（电荷0，自选度1）吗?然后用#P B3LYP/6-311+G(2d, p)的设置计算电子能量，可以吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2025-8-19 07:24

Dreamer1 发表于 2025-8-18 20:51
老师，抱歉，想再请教一下，分别算片段能量的时候，都是让片段处于基态（电荷0，自选度1）吗?然后用#P B3 ...

那叫自旋多重度
诸如H这个片段自旋多重度自然是2

算键能用B3LYP太过时，既然你参加过北京科音的量子化学培训，仔细复习“量子化学理论知识简介”（初级班）或“量子化学的理论基础”（中级班）里面详细讲DFT泛函的选用部分。感觉你完全没学过这部分似的。而且还有个帖子“坚持使用B3LYP算有机体系能量的人的下场“（http://bbs.keinsci.com/thread-12773-1-1.html）专门说了这事。对于算化学键的键解离能，建议用def2-TZVPP

作者
Author: Dreamer1 时间: 2025-8-22 01:55

sobereva 发表于 2025-8-19 07:24
那叫自旋多重度
诸如H这个片段自旋多重度自然是2

好的，卢老师，真心感谢您耐心的指导！我一定再仔细学习课程资料，把基础知识掌握更清晰！

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