计算化学公社

标题: 利用orca的.uno文件进行NAO波函数成分分析的问题 [打印本页]
作者
Author: BinWang    时间: 2025-12-30 11:50
标题: 利用orca的.uno文件进行NAO波函数成分分析的问题
各位老师：
       大家好！我计算一个含有Ir的双自由基络合物的旋轨耦合常数。准备用orca的CASSCF方法。利用Multiwfn的 Orbital composition analysis by natural atomic orbital (NAO) method功能分析orca产生的uno波函数时报错：Error: Cannot found natural population analysis information in the input file!这个有什么解决方法？
       另外一个问题，我在挑选用于CASSCF计算的活性轨道时，需要筛选出Ir的5个d轨道，结果我观察自然轨道发现靠近HOMO-LUMO的每个d轨道都与配体的p轨道混在一块，占比较小。想找出Ir的轨道占比较大的几个轨道，这个该怎么做？对于这个问题各位老师有别的经验吗？
作者
Author: sobereva    时间: 2025-12-30 14:29
别随心所欲用Multiwfn、随便提供个输入文件就试图计算。先看支持什么输入文件，下文都说了
谈谈轨道成份的计算方法
http://sobereva.com/131
没法对ORCA算的UNO做NAO轨道成分分析。可以用Multiwfn里其它轨道成分分析方法。.uno文件先用orca_2mkl转成molden文件再当Multiwfn的输入文件，看下文
详谈Multiwfn支持的输入文件类型、产生方法以及相互转换
http://sobereva.com/379（http://bbs.keinsci.com/thread-6020-1-1.html）


尝试让ORCA用AVAS方式产生初猜轨道。北京科音高级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/KAQC）详细讲ORCA做CASSCF和多参考计算的部分还专门给了例子，一下就产生d特征为主的轨道了：
(, 下载次数 Times of downloads: 0)
作者
Author: BinWang    时间: 2025-12-30 14:47
本帖最后由 BinWang 于 2025-12-30 14:50 编辑
sobereva 发表于 2025-12-30 14:29
别随心所欲用Multiwfn、随便提供个输入文件就试图计算。先看支持什么输入文件，下文都说了
谈谈轨道成份的 ...

非常感谢Sob老师的回复，我把uno文件转成molden了，还是不能进行NAO轨道成分分析，但其他轨道成分分析没有问题。报错和之前一样。
作者
Author: zjxitcc    时间: 2025-12-30 20:58
本帖最后由 zjxitcc 于 2025-12-30 21:22 编辑

如果你的本质问题是“挑选用于CASSCF计算的活性轨道”，那么“利用orca的.uno文件进行NAO波函数成分分析”这个问题其实就变成次要、无需解决的了。

我不是很赞同“筛选出Ir的5个d轨道”这种说法或做法，这是把金属中心当做孤立原子来看，但你研究的是过渡金属配合物，诚然此时用AVAS大概率可以找出一些3d轨道，但这与实际分子配位环境不是特别相符。我比较推荐使用MOKIT的局域配对UNO轨道，化学意义清晰，空间局域，对应一根根化学键。我随便找了一个Ir(ppy)3分子，做了一个整体电荷为0、自旋为单重态的计算，Ir基组用def2TZVP，其他原子用的是def2SVP。gjf文件如下
  1. %mem=180GB
  2. %nprocshared=64
  3. #p CASSCF/genecp

  5. mokit{HFonly}

  7. 0 1
  8. Ir   7.329639   -8.733934    7.868095
  9. ...
  10. [空行]
  11. H C N 0
  12. def2SVP
  13. ****
  14. Ir 0
  15. def2TZVP
  16. ****
  17. [空行]
  18. Ir 0
  19. def2
  20. [空行]
  21. [空行]
复制代码
其中省略号表示这个体系的坐标，太长了没全部展示。gjf已上传为附件
(, 下载次数 Times of downloads: 5)

提交任务，即运行命令
  1. automr Ir_ppy3.gjf >Ir_ppy3.out 2>&1
复制代码
成功后获得Ir_ppy3_uhf_uno_asrot.fch文件，可以用GaussView/Multiwfn打开、可视化。第113~130号轨道是18根pi键的成键轨道；第110~112号是Ir的3个双占据d轨道；104,105,109三个轨道是Ir-C键的成键轨道；61,66,103三个轨道是N->Ir配位键的成键轨道，其他次要轨道就不介绍了。所有的反键轨道都与成键轨道一一对应，例如131是130对应的反键轨道，132是129对应的反键轨道，无需另外寻找或构造，已经排在相应位置。可以轻松挑选你要的轨道 做你的目标计算。
(, 下载次数 Times of downloads: 0)

仅从我自己的计算习惯来讲，我一般会选用合适的轨道去做GVB计算，轨道会更好一点，然后用GVB轨道去做(DMRG-)CASSCF计算，收敛非常迅速，最后再做NEVPT2计算。当然了，如果“局域配对UNO轨道”足够好了，跳过GVB、直接进行CASSCF轨道优化也是可以的。

有了包含目标轨道的fch文件，可以用fch2mkl小程序传轨道给ORCA，到ORCA中做后续计算（如果你需要的话）。

作者
Author: sobereva    时间: 2025-12-31 00:41
BinWang 发表于 2025-12-30 14:47
非常感谢Sob老师的回复，我把uno文件转成molden了，还是不能进行NAO轨道 ...

我都已经明确强调了：可以用Multiwfn里其它轨道成分分析方法
作者
Author: BinWang    时间: 2025-12-31 09:02
sobereva 发表于 2025-12-31 00:41
我都已经明确强调了：可以用Multiwfn里其它轨道成分分析方法

感谢Sob老师
作者
Author: BinWang    时间: 2025-12-31 09:22
本帖最后由 BinWang 于 2025-12-31 10:00 编辑
zjxitcc 发表于 2025-12-30 20:58
如果你的本质问题是“挑选用于CASSCF计算的活性轨道”，那么“利用orca的.uno文件进行NAO波函数成分分析” ...

非常感谢老师的回复！
      您的回复非常有启发性，利用AVAS的确出现了一些问题，我已经发到另一个帖子了（http://bbs.keinsci.com/thread-57664-1-1.html）。
。我想得到考虑相对论效应的局域配对UNO轨道，这个怎么用您的方案实现？我之所以用考虑相对论效应的全电子基组，是因为我的含有Ir络合物是双自由基，我要利用orca中的CASSCF计算S0-T1之间的旋轨耦合常数。orca中的输入文件如下：
! X2C X2C-TZVPall UHF TightSCF UNO UCO  # 第1行：计算指令
%pal                                   # 第2行：并行设置
nprocs 32                              # 第3行
end                                    # 第4行：正确闭合%pal
%maxcore 6000                         # 第5行：单行指令（无end！）
%scf                                   # 第6行：SCF参数块
MOInp "frag_total.gbw"                 # 第7行
Guess MORead
UHFNO true
end                                    # 第8行：闭合%scf
%cpcm smd true
       SMDsolvent "water"
end
%basis                                 # 第12行：基组设置
   NewGTO Ir "X2C-TZVPall" end          # 第13行
end                                    # 第14行
*xyzfile 1 3 geo.xyz                   # 第15行：分子坐标文件
我想得到您说的局域配对UNO轨道，利用orca怎么实现？因为高斯中并不支持! X2C X2C-TZVPall UHF
作者
Author: zjxitcc    时间: 2026-1-2 22:03
本帖最后由 zjxitcc 于 2026-1-2 22:07 编辑
BinWang 发表于 2025-12-31 09:22
非常感谢老师的回复！
      您的回复非常有启发性，利用AVAS的确出现了一些问题，我已经发到另一个帖子 ...

无需利用ORCA实现，无需使用Gaussian（因为它目前不支持sfX2C），无需你说的! X2C X2C-TZVPall UHF以及一大堆好多行关键词，MOKIT自动多参考计算、自动构建活性轨道的功能上手门槛低，几乎不学就会，只需一个gjf文件
  1. %mem=180GB
  2. %nprocshared=64
  3. #p CASSCF/gen

  5. mokit{X2C,HFonly}

  7. 0 1
  8. Ir   7.329639   -8.733934    7.868095
  9. ...
  10. [空行]
  11. H 0
  12. x2c-SVPall
  13. ****
  14. C 0
  15. x2c-SVPall
  16. ****
  17. N 0
  18. x2c-SVPall
  19. ****
  20. Ir 0
  21. x2c-TZVPall
  22. ****
  23. [空行]
  24. [空行]
复制代码
提交计算，例如运行
  1. automr Ir_ppy3.gjf >Ir_ppy3.out 2>&1
复制代码
这里我用了混合基组，只对Ir用了x2c-TZVPall，其余原子使用x2c-SVPall；因为体系不小，若所有原子都用x2c-TZVPall有点昂贵。automr会自动开展RHF和UHF计算，检验UHF波函数稳定性，确保UHF波函数稳定，因此如果有双自由基解 一定会被找出，然后再使用稳定UHF波函数产生局域配对UNO轨道。计算完成后获得Ir_ppy3_uhf_uno_asrot.fch文件，可以用GaussView/Multiwfn可视化，会看到与3L展示的类似的轨道。还可以用fch2mkl小程序传轨道给ORCA进行CASSCF计算。MOKIT的一个特色是方便高效算完一个东西，这个东西还可以方便地传给下一个量化程序，供用户进行更多计算，而不仅仅是局限在一个程序里。

运行上述例子需要安装MOKIT和PySCF两个程序，它们的安装方式非常多，最简单的一种方式是conda联网安装，例如
  1. conda create -n mokit-py311 python=3.11 mokit -c mokit -c conda-forge
  2. conda activate mokit-py311
复制代码
建议阅读MOKIT的README文件。
作者
Author: BinWang    时间: 2026-1-4 09:16
zjxitcc 发表于 2026-1-2 22:03
无需利用ORCA实现，无需使用Gaussian（因为它目前不支持sfX2C），无需你说的! X2C X2C-TZVPall UHF以及一 ...

非常感谢邹老师的回复！
作者
Author: BinWang    时间: 2026-1-5 13:03
zjxitcc 发表于 2026-1-2 22:03
无需利用ORCA实现，无需使用Gaussian（因为它目前不支持sfX2C），无需你说的! X2C X2C-TZVPall UHF以及一 ...

邹老师您好！我用MOKIT向orca传轨道计算时出现一些警告http://bbs.keinsci.com/thread-57717-1-1.html,您能不能帮忙看一眼？



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