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求助,ORCA6.0在运行S=3的高自旋的配合物的CASSCF时输出结果不合理

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发布时间: 2026-3-8 00:02

正文摘要:

各位大佬好,最近在用CASSCF计算一个S=3的高自旋的配合物的时候,发现它的轨道填充很奇怪 --------------------------------------------- CAS-SCF STATES FOR BLOCK  0 MULT= 7 NROOTS= 1 ----------- ...

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Ubuntu142 发表于 Post on yesterday 23:31
wzkchem5 发表于 2026-3-9 19:01
如果CASSCF和DFT都差这么多,不排除两者都是错的。得做NEVPT2才能确认

刚刚CAS(12,12)的NEVPT2出了结果,还是S=4的能量低一些
S=4
-4231.39119480119825
S=3
-4231.38225736131062
过几个小时的CAS(16,14)出结果,再看一眼
wzkchem5 发表于 Post on yesterday 19:01
Ubuntu142 发表于 2026-3-9 12:01
这两个态之间差4.45kcal/mol这个大小能接受吗

如果CASSCF和DFT都差这么多,不排除两者都是错的。得做NEVPT2才能确认
Ubuntu142 发表于 Post on yesterday 12:01
Ubuntu142 发表于 2026-3-9 10:09
这个结果很难绷
我们又尝试了cas(16,14)的计算,这次的计算没读之前的gbw
-4224.191379264263 S=4

这两个态之间差4.45kcal/mol这个大小能接受吗
Ubuntu142 发表于 Post on yesterday 11:59
本帖最后由 Ubuntu142 于 2026-3-9 12:10 编辑
wzkchem5 发表于 2026-3-9 11:44
SQUID测出来S=3会不会是样品不纯,或者分解了之类的?又或者是计算时选取的构象不对

样品是通过了元素分析的晶体测的,然后核磁也没杂质


我们初猜直接是测试出来的晶体结构送进去的
然后在S=4的时候优化出来的结构键长键角与晶体结构最为相似,我们把这个带进到CASSCF的计算里面的(这个之前忘了提到了)
话说S=4和S=3
这两个态之间差4.45kcal/mol这个大小能接受吗
wzkchem5 发表于 Post on yesterday 11:44
Ubuntu142 发表于 2026-3-8 23:06
我们在对这个分子用CASSCF之前尝试了PBE0/def2-TZVP(Mn-N-N-Mn核心)SVP(其余的原子)计算的时候遇到了 ...

SQUID测出来S=3会不会是样品不纯,或者分解了之类的?又或者是计算时选取的构象不对
Ubuntu142 发表于 Post on yesterday 10:34
我把CAS(14,12)自旋密度再给一下
S=4
------------------------------------------
MULLIKEN ATOMIC CHARGES AND SPIN DENSITIES
------------------------------------------
   0 Mn:    1.113363    4.485030
   7 N :   -0.633551   -0.542460
  35 N :   -0.633569   -0.542483
  36 Mn:    1.113355    4.485219


S=3
------------------------------------------
MULLIKEN ATOMIC CHARGES AND SPIN DENSITIES
------------------------------------------
   0 Mn:    1.121079    3.486372
   7 N :   -0.640939   -0.529518
  35 N :   -0.640879   -0.529731
  36 Mn:    1.121210    3.488431
Ubuntu142 发表于 Post on yesterday 10:09
本帖最后由 Ubuntu142 于 2026-3-9 10:13 编辑
wzkchem5 发表于 2026-3-9 09:51
这个就很奇怪,无论从自旋密度图(自旋密度分布球对称)还是活性轨道占据数来看,都像是S=5,如果实际上S ...

这个结果很难绷
我们又尝试了cas(16,14)的计算,这次的计算没读之前的gbw
-4224.191379264263 S=4
-4224.184284417237 S=3

还是S=4的结果要低。
---------------------------------------------
CAS-SCF STATES FOR BLOCK  0 MULT= 7 NROOTS= 1
---------------------------------------------

ROOT   0:  E=   -4224.1842844172 Eh
      0.05209 [217167]: 22221121111000
      0.04880 [216937]: 22221101111200
      0.03604 [217108]: 22221111201100
      0.03598 [217131]: 22221112110100
      0.03542 [217072]: 22221111021100
      0.03535 [217021]: 22221110112100
      0.01978 [215538]: 22211121111010
      0.01975 [211296]: 22121121111001
      0.01881 [214968]: 22211101111210
      0.01879 [210726]: 22121101111201
      0.01617 [216803]: 22221011111110
      0.01616 [216598]: 22220111111101
      0.01606 [212055]: 22122111111100
      0.01606 [215812]: 22211211111100
      0.01407 [216296]: 22212111111100
      0.01402 [211571]: 22121211111100
      0.01344 [215320]: 22211111201110
      0.01340 [211078]: 22121111201101
      0.01340 [215394]: 22211112110110
      0.01340 [211152]: 22121112110101
      0.01334 [215259]: 22211111021110
      0.01329 [210918]: 22121110112101
      0.01328 [211017]: 22121111021101
      0.01328 [215160]: 22211110112110
      0.01110 [206912]: 22111121111011
      0.01095 [216599]: 22220111111110
      0.01091 [216802]: 22221011111101
      0.01066 [206120]: 22111101111211
      0.00758 [217128]: 22221112101100
      0.00756 [217111]: 22221111210100
      0.00756 [206551]: 22111111201111
      0.00754 [206660]: 22111112110111
      0.00751 [208703]: 22112111111110
      0.00750 [207489]: 22111211111101
      0.00748 [206481]: 22111111021111
      0.00746 [206372]: 22111110112111
      0.00744 [217027]: 22221110121100
      0.00742 [217066]: 22221111012100
      0.00717 [213947]: 22210111111111
      0.00716 [210359]: 22121011111111
      0.00657 [213058]: 22201121111020
      0.00656 [200374]: 22021121111002
      0.00626 [212658]: 22201101111220
      0.00624 [199974]: 22021101111202
      0.00610 [208702]: 22112111111101
      0.00609 [207490]: 22111211111110
      0.00572 [214601]: 22211011111120
      0.00571 [209705]: 22120111111102
      0.00534 [213215]: 22201211111110
      0.00533 [200765]: 22022111111101
      0.00519 [209706]: 22120111111111
      0.00518 [214600]: 22211011111111
      0.00465 [213448]: 22202111111110
      0.00463 [200532]: 22021211111101
      0.00455 [212890]: 22201111201120
      0.00454 [200272]: 22021112110102
      0.00452 [212956]: 22201112110120
      0.00452 [200206]: 22021111201102
      0.00448 [212760]: 22201110112120
      0.00448 [200142]: 22021111021102
      0.00446 [212826]: 22201111021120
      0.00445 [200076]: 22021110112102
      0.00390 [213948]: 22210111111120
      0.00388 [210358]: 22121011111102
      0.00368 [202306]: 22101121111021
      0.00368 [198064]: 22011121111012
      0.00355 [201736]: 22101101111221
      0.00354 [197494]: 22011101111212
      0.00319 [199085]: 22012111111111
      0.00319 [202673]: 22101211111111
      0.00303 [217203]: 22221210111100
      0.00296 [217297]: 22222111011100
      0.00296 [204329]: 22110111111112
      0.00296 [205543]: 22111011111121
      0.00283 [211143]: 22121112101101
      0.00283 [215329]: 22211111210110
      0.00283 [215385]: 22211112101110
      0.00281 [211087]: 22121111210101
      0.00280 [210931]: 22121110121101
      0.00279 [215246]: 22211111012110
      0.00279 [215173]: 22211110121110
      0.00278 [211004]: 22121111012101
      0.00276 [203327]: 22102111111120
      0.00275 [198431]: 22011211111102
      0.00261 [211057]: 22121111112100
      0.00259 [216838]: 22221012111100
      0.00257 [215307]: 22211111121100
      0.00253 [202015]: 22101111201121
      0.00253 [216619]: 22220111211100
      0.00252 [197872]: 22011112110112
      0.00252 [197773]: 22011111201112
      0.00251 [202114]: 22101112110121
---------------------------------------------
CAS-SCF STATES FOR BLOCK  0 MULT= 9 NROOTS= 1
---------------------------------------------

ROOT   0:  E=   -4224.1913792643 Eh
      0.39977 [ 49139]: 22221111111100
      0.15866 [ 48974]: 22211111111110
      0.15839 [ 48512]: 22121111111101
      0.08970 [ 47588]: 22111111111111
      0.05053 [ 48680]: 22201111111120
      0.05042 [ 46496]: 22021111111102
      0.02926 [ 46664]: 22101111111121
      0.02924 [ 46202]: 22011111111112
      0.01366 [ 46037]: 22001111111122
我上个S=3CAS(12,12)的初猜是读的是S=3CAS(10,12)的,会不会有问题
wzkchem5 发表于 Post on yesterday 09:51
Ubuntu142 发表于 2026-3-8 22:52
老师好,我的主要的自旋布居是这样的
------------------------------------------
MULLIKEN ATOMIC CH ...

这个就很奇怪,无论从自旋密度图(自旋密度分布球对称)还是活性轨道占据数来看,都像是S=5,如果实际上S=3的话,会不会是有一些beta自旋跑到4s轨道上了
Ubuntu142 发表于 Post on yesterday 02:41
再补充一下,guessmix好像也是S=4更低一些
-5178.389604482878 S=4
-5178.333669495580 S=3
Ubuntu142 发表于 Post on 前天 23:06
本帖最后由 Ubuntu142 于 2026-3-8 23:36 编辑
wzkchem5 发表于 2026-3-8 21:38
看一下自旋布居和自旋密度图?

我们在对这个分子用CASSCF之前尝试了PBE0/def2-TZVP(Mn-N-N-Mn核心)SVP(其余的原子)计算的时候遇到了点问题,我们算出来S=4的结构能量最低,结构优化最符合原来的晶体数据,然后SQUID测试出来是S=3,对此我们表示很困惑。
对称性破缺也试了,算出来的结果也是S=4能量最低,或许要考虑反铁磁性耦合,也有可能是我们设置的问题(对此我也不是很确定)
对称性破缺的设置如下
%scf shift shift 0.5 erroff 0 end
FlipSpin 0,84(Mn)
FinalMs 7
maxiter 5000
end

* xyz 2 9

PBE0计算出的结果有一点点的自旋污染在里面(S=4,不开对称性破缺)
Expectation value of <S**2>     :    20.952196
Ideal value S*(S+1) for S=4.0   :    20.000000
Deviation                       :     0.952196
-------------------------------------------
LOEWDIN ATOMIC CHARGES AND SPIN POPULATIONS
-------------------------------------------
   0 Mn:   -0.635837    4.312780
  84 Mn:   -0.635820    4.312803
-------------------------------------------
LOEWDIN REDUCED ORBITAL POPULATIONS PER UNO
--------------------------------------------
THRESHOLD FOR PRINTING IS 0.1%
                    270       271       272       273       274       275   
                  -0.43743  -0.43054  -0.43052  -0.41352  -0.41335  -0.39480
                   1.99866   1.99857   1.99855   1.99842   1.99840   1.99761
                    276       277       278       279       280       281   
                  -0.39065  -0.38453  -0.38427  -0.37941  -0.37929  -0.36304
                   1.99691   1.73500   1.73423   1.00000   1.00000   1.00000
                    282       283       284       285       286       287   
                  -0.36298  -0.36199  -0.34915  -0.34900  -0.34309  -0.13337
                   1.00000   1.00000   1.00000   1.00000   1.00000   0.26577
                    288       289       290       291       292       293   
                  -0.13310  -0.12787  -0.12770  -0.12565  -0.12117  -0.10659

                   0.26500   0.00309   0.00239   0.00160   0.00158   0.00145


S=3的计算结果
Expectation value of <S**2>     :    13.724442
Ideal value S*(S+1) for S=3.0   :    12.000000
Deviation                       :     1.724442
-------------------------------------------
LOEWDIN ATOMIC CHARGES AND SPIN POPULATIONS
-------------------------------------------
   0 Mn:   -0.658728    2.440143
  84 Mn:   -0.585673    4.333993
-------------------------------------------
LOEWDIN REDUCED ORBITAL POPULATIONS PER UNO
--------------------------------------------
THRESHOLD FOR PRINTING IS 0.1%
                    270       271       272       273       274       275   
                  -0.43591  -0.43537  -0.43306  -0.40363  -0.40150  -0.39797
                   1.99936   1.99897   1.99880   1.99851   1.99848   1.99819
                    276       277       278       279       280       281   
                  -0.38717  -0.38699  -0.38249  -0.37560  -0.37399  -0.36502
                   1.99747   1.79721   1.77524   1.25294   1.00000   1.00000
                    282       283       284       285       286       287   
                  -0.36441  -0.36215  -0.33634  -0.33383  -0.18051  -0.13620
                   1.00000   1.00000   1.00000   1.00000   0.74706   0.22476
                    288       289       290       291       292       293   
                  -0.13588  -0.12911  -0.12454  -0.12352  -0.11008  -0.10935
                   0.20279   0.00253   0.00181   0.00152   0.00149   0.00120


wzkchem5 发表于 Post on 前天 21:38
看一下自旋布居和自旋密度图?

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