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ORCA做几何优化的问题总是得到一个很扭曲的结构

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发布时间: 2020-3-22 23:39

正文摘要:

最近在算一个130个原子左右的共轭有机分子,使用ORCA做结构优化总是得到一个很扭曲的结构,于是尝试使用Gaussian,竟然就顺利得到了看起来就很稳定的结构.......和文献已有的类似分子结构很相近。于是我就做了几个对 ...

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qinsc 发表于 Post on 2020-4-16 14:50:05
sobereva 发表于 2020-4-16 13:38
C18这个体系比较极端。PBEh-3c对于C18还是差了点,不过对于描述普通有机共轭体系完全够了。

PBEh-3c比 ...

明白了!谢谢老师耐心解答!
sobereva 发表于 Post on 2020-4-16 13:38:32
qinsc 发表于 2020-4-15 14:39
感谢老师百忙之中的回复。
我看了您18碳环的文章,对于PBE0,B3LYP这一类HF成分比较低的泛函,对于这类 ...

C18这个体系比较极端。PBEh-3c对于C18还是差了点,不过对于描述普通有机共轭体系完全够了。

PBEh-3c比wB97X-D3/def2-SVP结果有较大概率更好。而且本身PBEh-3c对应的基组质量就更高。

我不知道你用双杂化的时候具体是怎么产生波函数的。要注意默认情况下双杂化算完之后,给你的波函数实际上只是双杂化泛函中杂化泛函那一部分的波函数,这个波函数质量几乎一定不如常规的泛函的波函数。如果你需要用真正的双杂化的波函数做波函数分析,需要产生自然轨道,而这需要多花很多时间,还需要额外步骤,而且此时还没法做轨道定域化。所以一般情况下完全没必要用双杂化波函数作分析,费力不讨好。你就用做结构优化时候的级别做波函数分析就够了。

算HOMO-LUMO gap的时候完全可以切换成B3LYP或B3PW91,这有理有据。
qinsc 发表于 Post on 2020-4-15 14:39:30
本帖最后由 qinsc 于 2020-4-15 15:05 编辑
sobereva 发表于 2020-4-15 00:31
可以实测一下gridx8,应该还是比不用RIJCOSX快。到了这种格点精度,COSX带来的误差也算可以忽略不计了

...

感谢老师百忙之中的回复。
我看了您18碳环的文章,对于PBE0,B3LYP这一类HF成分比较低的泛函,对于这类体系的处理都不是很理想。正好看到您说也可以用PBEh-3c,我想到PBEh-3c的HF成分达到了42%,会不会描述这类体系还不错,所以我用PBEh-3c优化了一下这个18碳环,最后也是得到了键长交替的结构,不过不如wB97XD那么分明,键长1.234783/1.327069,差值0.092286。能不能说这个PBEh-3c其实还不错(另外我在计算的时候发现PBEh-3c会自动开RIJONX)。

由于我这个体系wB97XD3结合def2-TZVP完全算不动,所以如果在wB97XD3结合def2-SVP与PBEh-3c之间做选择的话是不是还是wB97XD3好一些?不过同样开RIJONX,对于我这个分子,PBEh-3c比wB97XD3用时大概快了30%。综合来看PBEh-3c是不是也是个不错的选择呢?


我还有一个小问题,结构优化完之后做一些轨道分析例如LOL分析pi轨道,我做单点的时候用过wB97XD3(直接使用结构优化的结果),B3LYP-D3,PWPB95-D3,B2GP-PLYP-D3,我发现这些给出的LOL图不太相同,后两个双杂泛函会在一些奇怪的地方出现等值面(比如环外杂原子在平行环平面的p轨道而非垂直环平面),而B2GP-PLYP在主要考察区域和其他几个泛函差别比较大,具体表现在有些等值面覆盖明显更大。所以我的小问题是对于这一类轨道分析,有没有哪一类泛函适合呢,或者说需要和结构优化时的泛函保持一致?

另外就是我用wB97XD3的结果的话,我的HOMO-LUMO gap有些偏大,我使用B3PW91单独计算它的gap会好很多,这是不是一个合理的切换泛函的理由呢。用HF成分高的优化结构好,但是会高估它的HOMO-LUMO gap或是吸收gap,这会不会有些矛盾。
sobereva 发表于 Post on 2020-4-15 00:31:04
qinsc 发表于 2020-4-13 19:39
sob老师好
今天在查看手册的时候意外发现了这段话,虽然是在MP2部分的,但和我出现的问题几乎一摸一样, ...

可以实测一下gridx8,应该还是比不用RIJCOSX快。到了这种格点精度,COSX带来的误差也算可以忽略不计了

多稠环共轭偏离平面弯曲的力常数非常小,8成是导致平面性对积分格点很敏感的主要原因

对于有机体系,我极少碰到B97-3c出现SCF不收敛的。但B97-3c毕竟是纯泛函,SCF收敛难度必然整体高于杂化泛函。如果你算得动,可以用PBEh-3c,整体精度更好一些,也应该比B97-3c更容易收敛,但也更贵。

B3LYP算大范围pi共轭众所周知有你提到的单双键均衡化过度的问题。这种情况明显wB97X-D3对结构描述得更好。换句话说,这类情况更适合用HF成分更高的泛函。18碳环体系用B3LYP优化完全失败也体现出这一点,本质大抵在于SIE问题,见此文介绍的文章里的专门的讨论
一篇最全面、系统的研究新颖独特的18碳环的理论文章
http://sobereva.com/524http://bbs.keinsci.com/thread-15792-1-1.html
qinsc 发表于 Post on 2020-3-26 21:26:25
sobereva 发表于 2020-3-25 22:06
单点开RI很稳妥
应当区分RIJK和RIJCOSX,如果之前用的RIJCOSX,加大gridx再试,或者尝试RIJK

感谢sob老师的解答,谢谢!
我尝试过grid4 gridx4 finalgrid5,没有得到预期的结构,我会试一下RIJK看看效果如何,谢谢!
sobereva 发表于 Post on 2020-3-25 22:06:45
qinsc 发表于 2020-3-23 23:38
感谢解答,排查了一天,问题找到了,我把 RI去了就正常了,得到了最终稳定的结构。我其实一开始把RI这个 ...

单点开RI很稳妥
应当区分RIJK和RIJCOSX,如果之前用的RIJCOSX,加大gridx再试,或者尝试RIJK
qinsc 发表于 Post on 2020-3-23 23:38:54
liyuanhe211 发表于 2020-3-23 01:12
你这个问题有几个因素的影响:
  • 泛函不同(含相同名字的泛函定义不同)

  • 感谢解答,排查了一天,问题找到了,我把 RI去了就正常了,得到了最终稳定的结构。我其实一开始把RI这个因素放在了后面去排查,因为b97-3c应该也是自动开RI的,虽然这两个RI不一样。所以下意识地觉得RI应该没问题。没想到最终是RI导致的。(所以可能是COSX引起的?)
    我还有个小问题就是那么对于这个分子,我后续在单点计算的时候还要不要开RI呢,会有影响吗?
    sobereva 发表于 Post on 2020-3-23 13:46:06
    ORCA几何优化功能本身做得并没有什么明显问题,虽然SCF和几何优化收敛性肯定不如Gaussian
    corei70715 发表于 Post on 2020-3-23 10:43:47
    我看到过很多共轭分子的工作中,拿DFT优化的系列化合物。共轭片段之间的二面角差个几度到十几度来说明共轭性的问题,连二面角旋转势能面都不给,这基本没有什么实际意义,尤其是B3LYP严重高估共轭片段之间的平面性。
    doublezhang 发表于 Post on 2020-3-23 09:15:36
    我觉得orca优化结构,收敛波函数这些事上做的不好
    exity 发表于 Post on 2020-3-23 08:58:02
    我也有类似的情况,不过没有深究,有时候确实感觉orca优化出来的几何结构怪怪的。
    qinsc 发表于 Post on 2020-3-23 01:30:56
    liyuanhe211 发表于 2020-3-23 01:13
    “在更大范围内优化结构找到最小点”这不叫能量极小化(opt关键词干的事),这叫构象搜索。是完全不同的 ...

    明白明白,感谢指正!
    qinsc 发表于 Post on 2020-3-23 01:30:28
    liyuanhe211 发表于 2020-3-23 01:12
    你这个问题有几个因素的影响:
  • 泛函不同(含相同名字的泛函定义不同)

  • 感谢感谢!我其是就是想知道类似这样的几个影响因素来排查一下,这样应该会对这个程序有个更好的了解。我照这这几个可能因素逐一分析吧。再次感谢!

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