计算化学公社

标题: CP2K计算DES体系用什么泛函和基组精度最高？ [打印本页]

作者
Author: aipacino 时间: 2026-1-8 17:09
标题: CP2K计算DES体系用什么泛函和基组精度最高？
各位老师好，我想用cp2k研究DES（深共晶溶剂，相关分子如下图）体系的氢键行为，用什么泛函和基组的计算精度最高？我看到研究水氢键行为的文章会考虑核量子效应，请问DES体系需要考虑吗？
目前看到有用BLYP-D3 + MOLOPT-TZVP CUTT_OFF 700 Ry
和DFTB3-D3 + MOLOPT-TZVP-GTH CUTT_OFF 520 Ry
我想知道研究水的氢键行为用到的 revPBE0-D3 + MOLOPT-TZV2P-GTH用在这个体系上合适吗，和B3LYP-D3相比谁精度

作者
Author: sobereva 时间: 2026-1-8 17:39
让别人推荐理论方法的时候一定要说明计算资源、可以接受的耗时、算的任务
CP2K算分子体系能量精度最高的方法是双杂化泛函，其中优先推荐revDSD-PBEP86-D3(BJ)，精度远高于B3LYP-D3(BJ)、revPBE-D3(BJ)（我没听说过revPBE0）、BLYP-D3。注意双杂化跑MD根本跑不动，撑死了用杂化泛函
CP2K能用的基组要求精度最高就是TZV2PX-MOLOPT-GTH或者def2-QZVP（也有更贵的带弥散的版本，但此时完全不适合算凝聚相体系）。这个级别跑MD跑不动，动力学用到至多TZVP-MOLOPT-GTH足矣
CUTOFF不要写成CUTT_OFF

至于核量子效应的考虑取决于你以什么方式研究什么问题，动力学的情况可以用CP2K的PIMD考虑H的核量子效应。北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）里专门有一节讲CP2K做PIMD以及各种背景理论知识。

作者
Author: aipacino 时间: 2026-1-8 18:22
本帖最后由 aipacino 于 2026-1-8 19:56 编辑

谢谢sob老师这么快的回复！
我的机子是192核AMD9654，772G内存，这个配置在双杂化泛函下跑300原子左右的单点能可以跑的动吗？
revPBE0是两篇研究水的顶刊用的泛函,文章说的是was recently shown to yield an excellent description of the structure, dynamics and vibrational spectroscopy of neat liquid water when combined with nuclear quantum effects。是不是在没有证明对其他体系效果好的情况下先避免用这个？
(, 下载次数 Times of downloads: 2)

另外，我看到JCTC的一篇文章说双杂化泛函对基组要求很大，用小基组可能会带来更大的误差，需要引入F12显式校正，这个在cp2k里好像没有，如果按照文中描述的话，是不是最好用orca来做计算了？
文章doi：https://doi.org/10.1021/acs.jctc.2c00426

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2026-1-8 19:43
本帖最后由 Uus/pMeC6H4-/キ于 2026-1-8 19:44 编辑

aipacino 发表于 2026-1-8 18:22
谢谢sob老师这么快的回复！
我的机子是192核AMD9654，772G内存，这个配置在双杂化泛函下跑300原子左右的单 ...

你要研究的“氢键行为”是做少数结构的静态分析（比如优化几个氢键联系的团簇极小点算结合自由能）还是统计平均的动态分析（比如跑分子动力学看一段时间内的氢键存在性）？两种任务用的计算级别不能一概而论。

我之前看过revPBE0计算液相H2O盒子的问题（在这个帖子里有一点讨论，但后面因超算上CP2K编译有问题而未能稳定跑通杂化泛函计算），感觉文献应用该泛函的语境还是针对水的特定体系比较多，所以未必能迁移到这些复杂有机分子上。

作者
Author: aipacino 时间: 2026-1-8 20:08

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2026-1-8 19:43
你要研究的“氢键行为”是做少数结构的静态分析（比如优化几个氢键联系的团簇极小点算结合自由能）还是统 ...

谢谢老师回复，那我还是先不用revpbe0吧

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2026-1-8 20:19

aipacino 发表于 2026-1-8 20:08
谢谢老师回复，那我还是先不用revpbe0吧

你有看到我第一段话问的问题吗？每次我在发帖时多说几句话问细节却发现没有阅读完整、回复只针对一部分来说，就感觉这种沟通没起效。也没说300原子的体系是什么、从哪来的，我都不知道算单点能的目的是什么，更没法说是不是该用双杂化泛函。

作者
Author: aipacino 时间: 2026-1-8 20:43

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2026-1-8 20:19
你有看到我第一段话问的问题吗？每次我在发帖时多说几句话问细节却发现没有阅读完整、回复只针对一部分来 ...

不好意思老师，我以为您是在提醒我注意这两个的差异，我目前应该是静态动态都要做，体系是顶楼截图的那几种分子，想研究他们组成的DES体系的氢键强度、寿命等性质（目前还在摸索阶段）

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2026-1-8 21:18
本帖最后由 Uus/pMeC6H4-/キ于 2026-1-8 21:28 编辑

aipacino 发表于 2026-1-8 20:43
不好意思老师，我以为您是在提醒我注意这两个的差异，我目前应该是静态动态都要做，体系是顶楼截图的那几 ...

对于大概几十个、一百多个原子的小型非周期性的多分子氢键团簇体系，拿Gaussian和ORCA做静态的构型构象搜索、结合自由能计算等并延伸到波函数分析更合适；对大量分子填充周期性盒子的溶液系统，不考虑质子转移的成键断键的话拿经典力场跑分子动力学才足以采样长时间获得统计平均的行为。所以先要考虑一下模型体系的尺寸，想清楚有什么刚性理由要用到DFT级别跑周期性体系的AIMD，等确定实在有刚性理由了再说如何用CP2K的事情。

液态水的氢键显然比有机低共熔溶剂的复杂多了，所以水有必要跑考虑核量子效应的AIMD不代表有机低共熔溶剂也需要，这个参考就不合适。

作者
Author: sobereva 时间: 2026-1-9 00:14

aipacino 发表于 2026-1-8 18:22
谢谢sob老师这么快的回复！
我的机子是192核AMD9654，772G内存，这个配置在双杂化泛函下跑300原子左右的单 ...

用双杂化泛函根本不需要非得结合F12，不要被个别文章的小众说法给带偏了。虽然结合F12比直接用QZ档次的基组性价比更高
本来300原子的双杂化也算不动。单点在CP2K里用wB97X-D3或M06-2X就完了（前者需要修改源代码，北京科音高级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/KAQC）里讲了做法）

作者
Author: aipacino 时间: 2026-1-13 17:36

sobereva 发表于 2026-1-9 00:14
用双杂化泛函根本不需要非得结合F12，不要被个别文章的小众说法给带偏了。虽然结合F12比直接用QZ档次的基 ...

sob老师，请问我尝试用cp2k-2024.3计算单点时报错：
No DFT-D3 values available for this functional:M06-2X
是什么原因？如果加不了DFT-D3可以不加或者改为B3LYP-DFT-D3吗

作者
Author: sobereva 时间: 2026-1-14 05:04

aipacino 发表于 2026-1-13 17:36
sob老师，请问我尝试用cp2k-2024.3计算单点时报错：
No DFT-D3 values available for this functional:M ...

要写成该写的名字
北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）专门讲了
(, 下载次数 Times of downloads: 1)

作者
Author: aipacino 时间: 2026-1-15 13:06

sobereva 发表于 2026-1-14 05:04
要写成该写的名字
北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）专门讲了

谢谢sob老师，改成M062X就可以了
我在检查我的输入文件时发现，POTENTIAL的值是GTH-PBE，根据我选的M062X泛函来说，这个我应该选择什么，可以在哪里看见cp2k有哪些POTENTIAL？
这是我针对600个原子的DES强氢键体系的单点能计算输入文件，请教一下还有没有别的隐患问题？

作者
Author: sobereva 时间: 7 day ago

aipacino 发表于 2026-1-15 13:06
谢谢sob老师，改成M062X就可以了
我在检查我的输入文件时发现，POTENTIAL的值是GTH-PBE，根据我选的M062 ...

用PBE0的，参考北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）幻灯片
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顺带一提，跑动力学甭用M06-2X

对于非培训班学员，具体输入文件我没时间看

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