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Multiwfn中轨道定域化后不知能量是否正确

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发布时间: 2020-10-5 00:41

正文摘要:

采用Multiwfn对ORCA产生的MO进行定域化,同时按照手册3.21节的要求,提供了Fock matrix,Multiwfn在读取matrix时也显示成功加载。 因自己对这个变换不了解,因而不确定所获得的能量是否正确。 按照社长的描述:描 ...

回复 Reply

ghifi37 发表于 Post on 2020-10-14 08:55:40
sobereva 发表于 2020-10-14 08:07
好消息,Multiwfn已经可以直接从ORCA输出文件里读取Fock矩阵用于计算双杂化轨道的能量了,见http://bbs.kei ...

太感谢社长了!没见过更新这么及时的!
sobereva 发表于 Post on 2020-10-14 08:07:23
好消息,Multiwfn已经可以直接从ORCA输出文件里读取Fock矩阵用于计算双杂化轨道的能量了,见http://bbs.keinsci.com/thread-19819-1-1.html
sobereva 发表于 Post on 2020-10-10 01:42:13
是否让Multiwfn计算轨道能量不影响轨道形状,只影响轨道顺序,因为Fock矩阵是在轨道定域化之后才拿来求本征值的

我刚用Multiwfn手册4.19.1节的butadiene做了测试,对于当前版本,不管是只定域化占据轨道,还是定域化占据+空轨道,最终占据轨道能量和形状都是相同的

关于使用ORCA的Fock矩阵,有一点我之前忘说了,ORCA的基函数顺序和一般程序不一样,哪怕对于p壳层也是如此。Gaussian里,以及Multiwfn内部,p壳层的顺序都是X,Y,Z,而ORCA则是诡异的Z,X,Y,因此其输出的Fock矩阵元的顺序也和Gaussian(以及.47中的)不符,因此需要自行调整成Gaussian的顺序。
ghifi37 发表于 Post on 2020-10-6 17:33:10
本帖最后由 ghifi37 于 2020-10-6 17:36 编辑
zjxitcc 发表于 2020-10-6 16:35
(1)不能对所有轨道进行局域化。只能对三者中任一者进行局域化:双占据轨道、单占据轨道、空轨道。超出 ...

的确是这样的,在Multiwfn中是分别对占据和非占据轨道做定域化,但占据轨道的<i|F|i>值与单独只做占据轨道定域化的完全不一样。
zjxitcc 发表于 Post on 2020-10-6 16:35:37
本帖最后由 zjxitcc 于 2020-10-6 16:37 编辑
ghifi37 发表于 2020-10-6 16:19
感谢回复,我也觉得加不加入Fock matrix不应该影响到定域化除能量外的结果,否则matrix就成了一个必要条 ...

(1)不能对所有轨道进行局域化。只能对三者中任一者进行局域化:双占据轨道、单占据轨道、空轨道。超出范围进行局域化都是错误的。否则怎么会有占据和非占据的说法。
你不小心混合了占据轨道和空轨道,它就不是HF解了,连HF能量都不对了。

(2)不能说“轨道能量”,而应该说<i|F|i>值。
zjxitcc 发表于 Post on 2020-10-6 11:19:25
本帖最后由 zjxitcc 于 2020-10-6 11:24 编辑
ghifi37 发表于 2020-10-6 00:34
在不加入Fock matrix的时候,Gaussian和ORCA定域化的轨道除了部分编号不同外,其它都很相似;加了matrix ...

HOMO/LUMO不是可观测量,且在局域轨道下也没有能级之说(即无HOMO、LUMO,更无HOMO-LUMO),可以说算符的期望值<i|F|i>,这个量随着局域轨道的不同而不同。目前局域化方法有数不清的种类(例如Multiwfn就支持PM和Boys至少两种),每种局域化方法都可以算出一套<i|F|j>。因此你可以算<i|F|j>这套值,但是不能说HOMO-LUMO,而且<i|F|i>-<a|F|a>会随着局域化方法的不同而不同,要让它与HOMO-LUMO一致,只能是“凑”,所以意义不大。

当然,这与你在上一层的问题是另一个范畴了。提供Fock matrix不会影响局域轨道,因为局域化过程用不到Fock矩阵。Fock矩阵用于局域化结束后最后算期望值<i|F|i>用的。
ghifi37 发表于 Post on 2020-10-6 00:34:55
本帖最后由 ghifi37 于 2020-10-6 01:09 编辑
sobereva 发表于 2020-10-5 00:59
轨道定域化并不保证gap不变,本身轨道能量就不是可观测量。你看到的情况没有什么异常。另外,定域化之后就 ...

在不加入Fock matrix的时候,Gaussian和ORCA定域化的轨道除了部分编号不同外,其它都很相似;加了matrix后,Gaussian的除了能量外,其它的都看不出明显变化;ORCA却连轨道形状都完全不一样了,看不出明显的sigma和pi的样子,应该是matrix有问题。我直接把matrix和47文件中的$Fock字段比较,数值大小的变化规律基本类似,但也有局部异常;matrix和ORCA的原始数据已确保一致。请教社长:
1,matrix会影响定域化轨道的形状吗?
2,matrix应该选择ORCA最后一步SCF的结果吧?

ghifi37 发表于 Post on 2020-10-5 01:07:57
sobereva 发表于 2020-10-5 00:59
轨道定域化并不保证gap不变。你看到的情况没有什么异常。

为了确认你产生Fock_matrix.txt的方式绝对正确 ...

谢谢社长快速回复,我试一下!只是今天你还要开培训,现在都还没睡,这么弄身体可吃不消,不好不好……
sobereva 发表于 Post on 2020-10-5 00:59:33
轨道定域化并不保证gap不变,本身轨道能量就不是可观测量。你看到的情况没有什么异常。另外,定域化之后就没有HOMO、LUMO一说了。

为了确认你产生Fock_matrix.txt的方式绝对正确,可以找个简单体系比如甲醛,在HF/def2-SVP下,和Multiwfn定域化Gaussian产生的轨道的结果对比一下。

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