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求助:基组对Pipek-Mezey轨道定域化的影响

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发布时间: 2025-5-12 17:40

正文摘要:

本帖最后由 gezq 于 2025-5-12 17:43 编辑 各位老师,我在对如下图1所示的分子做Pipek-Mezey轨道定域化时,发现不同的基组对Pipek-Mezey定域化轨道结果有很大的影响,如图2所示。对于HOMO轨道,其轨道形状大致相 ...

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gezq 发表于 Post on 2025-5-14 13:36:52
zjxitcc 发表于 2025-5-14 08:18
“如何准确地轨道定域化的结果?”缺少谓语动词。建议您先学习一些基本原理,以免将来发文章时发现犯了低 ...

好的,谢谢邹老师,我再学习一下
gezq 发表于 Post on 2025-5-14 13:36:29
sobereva 发表于 2025-5-14 06:56
你先搞清楚Pipek-Mezey轨道定域化的基本原理、什么叫做MO、什么叫做LMO,再去讨论,否则都是瞎讨论。
轨 ...

嗯嗯,好的,谢谢卢老师
zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-14 08:18:18
gezq 发表于 2025-5-14 01:58
非常感谢邹老师!!我好像明白您的意思了,不过我还需要再对概念捋一遍。此外,不知道您有没有相关文献推 ...

“如何准确地轨道定域化的结果?”缺少谓语动词。建议您先学习一些基本原理,以免将来发文章时发现犯了低级错误。除了上面Sob老师推荐的博文,也建议阅读这篇《局域分子轨道简介

sobereva 发表于 Post on 2025-5-14 06:56:36
gezq 发表于 2025-5-14 01:58
非常感谢邹老师!!我好像明白您的意思了,不过我还需要再对概念捋一遍。此外,不知道您有没有相关文献推 ...

你先搞清楚Pipek-Mezey轨道定域化的基本原理、什么叫做MO、什么叫做LMO,再去讨论,否则都是瞎讨论。
轨道定域化是对MO进行酉变换,每个占据(非占据)的LMO都可以视为所有占据(非占据)MO的线性组合。显然“HOMO轨道的Pipek-Mezey轨道定域化结果” 这种说法从原理上就大错特错,轨道定域化根本不是对某个MO来做的,做轨道定域化的时候各个MO都会参与混合。
这些基本原理在前述的http://sobereva.com/380博文里都已经充分交代过了。

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gezq 发表于 Post on 2025-5-14 01:58:15
本帖最后由 gezq 于 2025-5-14 02:09 编辑
zjxitcc 发表于 2025-5-13 14:13
您似乎在假设题主采用HF/DFT计算的正则轨道进行排序、画图,然而题主实际上用的是PM局域轨道,局域轨道可 ...

非常感谢邹老师!!我好像明白您的意思了,不过我还需要再对概念捋一遍。此外,不知道您有没有相关文献推荐,关于如何准确地轨道定域化的结果?具体来说,例如我对占据轨道的39号轨道(HOMO轨道)和非占据轨道的40号轨道(LUMO轨道)进行了定域化,我可以将图注写为“HOMO轨道的Pipek-Mezey轨道定域化结果”和“LUMO轨道的Pipek-Mezey轨道定域化结果”吗?
gezq 发表于 Post on 2025-5-13 22:25:34
本帖最后由 gezq 于 2025-5-14 02:14 编辑
zjxitcc 发表于 2025-5-13 19:27
可您仍然没有说出对哪些轨道进行了局域化。

谢谢邹老师,我用的是卢天老师的multiwfn程序,只定域化了占据轨道(参考http://sobereva.com/380:3 实例1:1,3-丁二烯 的步骤),因为对这些概念并不清晰,以为得到的是HOMO-1、HOMO、LUMO和LUMO+1定域化的结果,如上图2所示。现在看来,从一开始就错了。
zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-13 19:27:13
gezq 发表于 2025-5-13 18:30
嗯嗯,好的,谢谢您纠正了我的概念错误

可您仍然没有说出对哪些轨道进行了局域化。
gezq 发表于 Post on 2025-5-13 18:30:36
zjxitcc 发表于 2025-5-13 14:19
(1)局域轨道没有轨道能量,没有HOMO、LUMO。当然,局域轨道可以按照Fock算符期望值进行排序,说轨道序号 ...

嗯嗯,好的,谢谢您纠正了我的概念错误
zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-13 14:19:36
(1)局域轨道没有轨道能量,没有HOMO、LUMO。当然,局域轨道可以按照Fock算符期望值进行排序,说轨道序号即可。
(2)您应当说明进行局域化的轨道范围,以下是三种合理回答的示例:
(i) 我只对双占据轨道做了局域化;
(ii) 我只对空轨道做了局域化;
(iii) 我分别对双占据轨道、虚轨道做了局域化,两个轨道空间是独立的,没有混合。

这种做法一般会被视为错误,或者被视为不知道自己在做什么:我对HF/DFT计算的HOMO-1, HOMO, LUMO, LUMO+1四个轨道进行了轨道局域化。
因此,我们需要先知道您是否采取了 合理的局域化方式,然后才能给出相应合理的回答。否则一旦轨道局域化错误,后续大家讨论交流就没有意义了。

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zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-13 14:13:06
tonganlhy 发表于 2025-5-12 17:58
基组不同算出来能量有差异甚至出现交叉是有可能的。一般来说应该以高级基组算的结果为准。反正分子不大,你 ...

您似乎在假设题主采用HF/DFT计算的正则轨道进行排序、画图,然而题主实际上用的是PM局域轨道,局域轨道可以按照一定的规则排序,但没有轨道能量之说。
gezq 发表于 Post on 2025-5-12 21:02:17
sobereva 发表于 2025-5-12 20:58
Pipek-Mezey轨道定域化内在基于Mulliken布居分析,随着基组增大并没有收敛性,更是怕弥散函数,所以没法说 ...

好的,谢谢卢老师!
sobereva 发表于 Post on 2025-5-12 20:58:03
Pipek-Mezey轨道定域化内在基于Mulliken布居分析,随着基组增大并没有收敛性,更是怕弥散函数,所以没法说什么基组得到的是最合理的,前面有人提到的“一般来说应该以高级基组算的结果为准” 并不成立。不是算什么问题都一定是基组越大越好。包括CDA分析、Mayer键级计算等也都是如此。

更严格的做法是用Multiwfn基于Becke等实空间划分的布居方法做Pipek-Mezey轨道定域化,此时基组稳定性很好,都完全不怕弥散函数,参考量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班(http://www.keinsci.com/WFN)里的对比:


弥散函数的事下文也说了
Multiwfn的轨道定域化功能的使用以及与NBO、AdNDP分析的对比
http://sobereva.com/380http://bbs.keinsci.com/thread-6053-1-1.html


另外,定域化轨道没有分子轨道那样的有共识的顺序(按能量由低到高排序)。不过你若让Multiwfn计算出定域化轨道的能量,按能量排序的话倒也可以说序号。

相位整体反转问题不用顾虑,这有随机性。
gezq 发表于 Post on 2025-5-12 18:51:11
tonganlhy 发表于 2025-5-12 17:58
基组不同算出来能量有差异甚至出现交叉是有可能的。一般来说应该以高级基组算的结果为准。反正分子不大,你 ...

好的,谢谢,我再尝试一下。
gezq 发表于 Post on 2025-5-12 18:50:14
hebrewsnabla 发表于 2025-5-12 17:58
局域轨道没有顺序,所以并没有 LUMO,LUMO+1 一说。

谢谢老师。现在的情况是,即使不做轨道定域化,其结果也与上述现象一致,不知该如何理解?

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