计算化学公社

标题: CP2K建模C6超出PBC是否需要超胞？ [打印本页]

作者
Author: Wednesday 时间: 2026-3-23 10:43
标题: CP2K建模C6超出PBC是否需要超胞？
本帖最后由 Wednesday 于 2026-3-23 11:34 编辑

ZSM-5的孔道较小，C6烯烃又很大，在做脱氢反应的时候建模很容易超出PBC，只能使用超胞么？如果用超胞的话几何优化和过渡态搜索能否只对活性中心周围原子和反应物分子做，冻结其他原子？ (, 下载次数 Times of downloads: 0)

作者
Author: Stardust0831 时间: 2026-3-23 11:23
你没给具体的结构文件，所以你的“超出PBC”这句话有点歧义。如果你指的是因为分子比较长所以里分子离相邻周期的自己的另一个镜像分子过近，那这种情况通常是有必要扩胞的，否则会有虚假的不物理的相互作用。如果只是说分子在边界附近导致没有能全在box内，那这没关系，平移体系让分子不被边界切断就行。
cp2k在7950X上都可以算千原子开壳层，这个体系扩胞后才600多原子依然是可行的。

你昨天下午刚在思想家公社2号群问过一样的问题。

作者
Author: Wednesday 时间: 2026-3-23 11:32

Stardust0831 发表于 2026-3-23 11:23
你没给具体的结构文件，所以你的“超出PBC”这句话有点歧义。如果你指的是因为分子比较长所以里分子离相邻 ...

老师，现在已经按照扩胞计算了，正在计算和单胞的吸附能等区别，组内实在是计算资源比较少，而且需要做大量计算至少在200个过渡态以上，现在想着怎么能减少一点时间。优化前已经尽量将分子放在同一个晶胞中，但是优化后的结构会出现上下各有一半的情况

作者
Author: Wednesday 时间: 2026-3-23 11:38

Stardust0831 发表于 2026-3-23 11:23
你没给具体的结构文件，所以你的“超出PBC”这句话有点歧义。如果你指的是因为分子比较长所以里分子离相邻 ...

星辰老师，“如果用超胞的话几何优化和过渡态搜索能否只对活性中心周围原子和反应物分子做，冻结其他原子可以么”这个新问题还想请教一下您

作者
Author: Stardust0831 时间: 2026-3-23 11:41

Wednesday 发表于 2026-3-23 11:32
老师，现在已经按照扩胞计算了，正在计算和单胞的吸附能等区别，组内实在是计算资源比较少，而且需要做大 ...

“优化后的结构会出现上下各有一半的情况”直接平移整个体系就行，PBC本身是连续的，原点在哪不重要。
要避免的是分子和自己另一个周期性镜像中的另一个自己的虚假的相互作用。
如果你无法判断情况或者不知道怎么平移，可以提供具体的结构文件我们来看看。
可以用半经验级别（比如GFN1-xTB）把结构预优化到一个还算靠谱的结构后再上正式DFT，可以省不少时间。

作者
Author: Wednesday 时间: 2026-3-23 11:43

Stardust0831 发表于 2026-3-23 11:41
“优化后的结构会出现上下各有一半的情况”直接平移整个体系就行，PBC本身是连续的，原点在哪不重要。
...

星辰老师，已经添加具体优化前后的结构文件，麻烦您看一下

作者
Author: Stardust0831 时间: 2026-3-23 11:50

Wednesday 发表于 2026-3-23 11:38
星辰老师，“如果用超胞的话几何优化和过渡态搜索能否只对活性中心周围原子和反应物分子做，冻结其他原子 ...

可以冻，也确实能观察到耗时被节约了。
尽可能多放开些离反应活性中心比较近的原子。
如果需要在这个结构的基础上做振动分析算热力学量，则振动分析的时候也需要对被冻结的这些原子做相应处理。一般是用ASE或者Pymatgen算这种需要冻结部分原子的模型的ZPE

作者
Author: Stardust0831 时间: 2026-3-23 11:59

Wednesday 发表于 2026-3-23 11:43
星辰老师，已经添加具体优化前后的结构文件，麻烦您看一下

这是你优化后的结构 (, 下载次数 Times of downloads: 3) ，我帮你沿着Z轴负方向平移了5A，具体怎么平移见Multiwfn中非常实用的几何操作和坐标变换功能介绍
所有已经算出来的轨迹都不需要重算，体系的整体平移（也就是原点在任何位置）都是等价的。

作者
Author: Wednesday 时间: 2026-3-23 14:38

Stardust0831 发表于 2026-3-23 11:59
这是你优化后的结构，我帮你沿着Z轴负方向平移了5A，具体怎么平移见Multiwfn中非常实用的几何操作和坐标 ...

星辰老师，太感谢您了

作者
Author: Wednesday 时间: 2026-3-30 20:29

Stardust0831 发表于 2026-3-23 11:59
这是你优化后的结构，我帮你沿着Z轴负方向平移了5A，具体怎么平移见Multiwfn中非常实用的几何操作和坐标 ...

星尘老师，用GFN-XTB提CI-NEB任务就报错，仔细分析发现结构似乎有点问题，沿着z轴调整-5埃之后，会有一个O与相邻晶胞成键，当转换为xyz格式后没有晶胞盒子这个O原子会变成独立原子，不收敛可能有这个影响么？

作者
Author: Stardust0831 时间: 2026-3-30 22:51

Wednesday 发表于 2026-3-30 20:29
星尘老师，用GFN-XTB提CI-NEB任务就报错，仔细分析发现结构似乎有点问题，沿着z轴调整-5埃之后，会有一个 ...

没理由转xyz吧，本来就是周期性体系。
可以转cif用vesta看。
要移动就一起移动。
GFN1-xTB是结构优化不收敛还是SCF不收敛？
如果是SCF不收敛，可以接受换成GFN0-xTB预优化

作者
Author: Wednesday 时间: 2026-3-31 17:04
本帖最后由 Wednesday 于 2026-3-31 18:13 编辑

Stardust0831 发表于 2026-3-30 22:51
没理由转xyz吧，本来就是周期性体系。
可以转cif用vesta看。
要移动就一起移动。

星尘老师，之前以为输入文件是xyz结构没有周期性，但是仔细看了Multiwfn生成的时候有xyz周期性，应该没有影响。只有一个位点使用GFN1-XTB去做CI-NEB的时候会卡在103步，我设置了15个点，有3个副本在104步一直计算，但看SCF每个都是几步到十几步收敛的。这几个副本中四个判断标准也只出现了103次。其他位点去跑CINEB直接报错，都跑不起来。四个位点的结构在PBE泛函下的CI-NEB任务都是正常的，虽然不收敛，起码能跑起来。。。换了泛函其他什么都没动就不行了。。。太奇怪了

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)