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关于优化后的丙酮的结构

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发布时间: 2019-10-27 13:45

正文摘要:

本帖最后由 snljty 于 2019-10-27 13:47 编辑 丙酮单分子在真空中的构象大概是这样一个结构,两边甲基各有一个氢朝向在C-O键的边上。如图。 为了用更好的标准检测,在Gaussian16支持的B2PLYP-D3(BJ)和DSD-PBEP ...

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ldatea 发表于 Post on 2020-7-28 12:17:04
本帖最后由 ldatea 于 2020-7-28 21:40 编辑

我在重复这个例子的时候,有一些新的发现。I(以下关于弥散函数的描述有错误,已经修改)
使用sob老师的博文http://sobereva.com/509《给def2以ma-方式加弥散函数的Gaussian格式的基组定义文件(含所有def2支持的元素)》中的工具。给def-tzvp基组加了弥散函数。对丙酮几何优化(理论方法B3LYP,opt=verytight,em=gd3bj,nosymm,经freq检验无虚频),结果与原始def-tzvp基组非常接近。
然后手动给H加了一层s弥散函数和p弥散函数,系数就是最小的指数除以3。这个想法来源是g16自带的ma-def2qzvpp和ma-def2qzvp里H的基组也加了弥散函数(后来仔细看才发现H只加了s弥散函数,没有p弥散函数)但给H“额外加一层s弥散函数和p弥散函数”的实际效果可能更接近额外加一层s弥散函数和额外一层p极化函数,def-tzvp和def2-tzvp中H的p极化函数只有一层,指数都是(0.8)对于def2-tzvpp,H的p极化函数就有两层,一层比def2-tzvp的p极化函数指数小(0.388),另一层大(1.407)
用这个基组对丙酮几何优化(理论方法B3LYP,opt=verytight,em=gd3bj,nosymm,经freq检验无虚频),就回到了非常接近C2v的结构。
我比较了def-tzvp基组和6-311g**基组H的基函数,发现每个壳层的收缩度都一致,指数差不多,所有的指数都是def-tzvp稍大一点。
以下描述是否恰当:
1.此体系以几何优化为目的,要改进def-tzvp的结果,额外加极化函数比额外加弥散函数改进更明显。
2.这种问题是偶然出现的、不严重的问题,不能直接表明def-tzvp基组建的不理想。
3.但是在类似的结构上,def-tzvp基组很有可能出现同样的问题。
最右边两列是能量差(E(c2v)-E(c2)) c2v结构是用ma-def-tzvp优化的结构(给氢也额外加一层s和一层p,但是额外加一层p相当于额外加了一层极化函数)使用int=(superfine,acc2e=14 ),scf=conver=10(这些其实没什么用,直接用g16默认就可以了)。opt使用recalc=5,GDIIS,verytight。
c2结构是用def-tzvp优化的结构
c2v
Hartreekcal/mol
b3_deftzvp.outE(RB3LYP)=-193.24063371.1042E-050.006928855
b3_deftzvp_vtC6311.out(混和基组,这个表示只给C用6-311g**)E(RB3LYP)=-193.23135526.939E-060.004354223
b3_deftzvp_vtCH6311.outE(RB3LYP)=-193.23108175.321E-060.003338928
b3_deftzvp_vtCO6311.outE(RB3LYP)=-193.2231406-4.95E-07-0.000310612
b3_deftzvp_vtH6311.outE(RB3LYP)=-193.24028569.937E-060.006235468
b3_deftzvp_vtHO6311.outE(RB3LYP)=-193.2338718.669E-060.005439797
b3_deftzvp_vtO6311.outE(RB3LYP)=-193.23420751.0283E-050.006452582
b3_deftzvp_vtma.out(用ma-的方式给氢加一层s和p,C,O也用ma-)E(RB3LYP)=-193.2420562-2.3639E-05-0.014833473
b3_deftzvp_vtmaHonlyS.out(用ma-的方式给氢加一层s不加p,C,O也用ma-)E(RB3LYP)=-193.24146141.2723E-050.007983682
b3_vtCHO6311.outE(RB3LYP)=-193.2228793-2.658E-06-0.001667895
b3_ma_qzvpp.log (g16自带的ma-qzvpp基组,给H加一层s)参考E(RB3LYP)=-193.2629825-2.2774E-05-0.014290685

c2                                            
b3_deftzvp.outE(RB3LYP)=-193.2406447
b3_deftzvp_vtC6311.outE(RB3LYP)=-193.2313622
b3_deftzvp_vtCH6311.outE(RB3LYP)=-193.2310871
b3_deftzvp_vtCO6311.outE(RB3LYP)=-193.2231401
b3_deftzvp_vtH6311.outE(RB3LYP)=-193.2402956
b3_deftzvp_vtHO6311.outE(RB3LYP)=-193.2338797
b3_deftzvp_vtO6311.outE(RB3LYP)=-193.2342178
b3_deftzvp_vtma.outE(RB3LYP)=-193.2420326
b3_deftzvp_vtmaHonlyS.outE(RB3LYP)=-193.2414741
b3_vtCHO6311.outE(RB3LYP)=-193.2228766
b3_ma_qzvpp.logE(RB3LYP)=-193.2629597

计算能量差方面,几乎所有结果都和大基组下结果符合得不够好,低估旋转能垒,除了给H加了两层p极化函数的b3_deftzvp_vtma.out。
目前看来,tzvp和6-311g**H的基组改变影响很小。CO同时改用6-311g**基组才能回到正确的结构上。没法直接看出哪个元素的基组问题大。由于给H加了一层p极化函数以后,结果发生大反转,而且能量差很接近大基组ma-def2-qzvpp,所以尝试直接额外将def2-tzvpp的最外层p极化函数加到def-tzvp基组上P  1 1.00  0.3880000000D+00  0.1000000000D+01。结果能量差-0.013035685kcal/mol颇为接近大基组的结果。看来氢的极化函数对此体系甲基的旋转影响较大。以下是我的猜测,
这个体系的甲基旋转模式的力常数在小基组下都被低估了,由于能量变化很小,大部分情况下极小点位置还是正常的(还能镇得住小基组的误差),def-tzvp刚好由于基组方面的一些偶然原因,极小点也出了问题。




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sobereva 发表于 Post on 2019-10-29 07:50:35
biogon 发表于 2019-10-28 10:48
甲基出现旋转虚频能忽略吗,还是要换一个水平再算

对于实际问题而言往往可以忽略,但为了严谨最好消掉

这个用什么级别计算毫无关系。不管什么级别,用下文的做法都能消掉此虚频
Gaussian中几何优化收敛后Freq时出现NO或虚频的原因和解决方法
http://sobereva.com/278http://bbs.keinsci.com/thread-633-1-1.html
biogon 发表于 Post on 2019-10-28 10:48:18
sobereva 发表于 2019-10-28 01:25
1 甲基旋转的势能面非常平缓这是众所周知的,出现对应的旋转虚频是司空见惯的

2 可以

甲基出现旋转虚频能忽略吗,还是要换一个水平再算
snljty 发表于 Post on 2019-10-28 09:36:11
sobereva 发表于 2019-10-28 01:25
1 甲基旋转的势能面非常平缓这是众所周知的,出现对应的旋转虚频是司空见惯的

2 可以

了解了,多谢社长!
sobereva 发表于 Post on 2019-10-28 01:25:02
1 甲基旋转的势能面非常平缓这是众所周知的,出现对应的旋转虚频是司空见惯的

2 可以

3 个别体系表面上更正确不代表本质上更正确。def-TZVP对于主族优化没有什么硬伤(当前问题不是很关键,本身甲基旋转模式就非常柔)。反倒是def2-SVP在很多情况和def2-TZVP偏离比较明显(比如N,N-2甲基苯胺,在def2-TZVP、def-TZVP、6-311G*下优化都是弯的,def2-SVP下却是平的)

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