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楼主 Author: sobereva
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[xtb] 将Gaussian与Grimme的xtb程序联用搜索过渡态、产生IRC、做振动分析

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发表于 Post on 2024-9-19 15:59:40 | 只看该作者 Only view this author
社长,威武,

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发表于 Post on 前天 01:59 | 只看该作者 Only view this author
sob老师好,我想问一下,用您这个方法是不是可以对找过渡态的过程实现类似”构象搜索”的作用?
最近有一个体系,我发现不同初始结构执行opt=(calcall,ts,noeigen)竟然可以得到两个结构相似的过渡态。两个过渡态都符合唯一虚频,IRC也都能向产物和反应物两个方向跑通,但是自由能上存在差异。
不知道是不是因为反应涉及质子转移,这种的感觉有点像“构象”不同的情况。请问用您这的这个方法可以把所有能跑通的鞍点尽可能都搜寻出来吗?还是只能依靠经验去不断手动调整初始模型来尝试搜索出能量最低的鞍点?

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发表于 Post on 前天 14:17 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 陈AG 于 2026-1-21 14:20 编辑

老师,我用xtb找到过渡态之后(只有一个虚频且方向正确),
#p opt=(calcfc,ts,noeigen,nomicro,maxstep=5) external='./xtb.sh' NOSYMM ugbs
#p freq geom=allcheck external='./xtb.sh' NOSYMM ugbs,
然后想在想在DFT级别下计算一遍
#p opt=(rcfc,ts,noeigen,maxstep=5) PBE1PBE GENECP freq em=gd3bj geom=check NOSYMM
计算正常结束但是虚频方向不对了,这是为啥呢

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发表于 Post on 前天 14:53 | 只看该作者 Only view this author
陈AG 发表于 2026-1-21 14:17
老师,我用xtb找到过渡态之后(只有一个虚频且方向正确),
#p opt=(calcfc,ts,noeigen,nomicro,maxstep=5) ...

有的时候化学直觉设想的过渡态,实际上未必存在,这是正常的;不该存在的过渡态在低级别下碰巧存在,这也是正常的。此外,也有可能DFT级别下也存在正确的过渡态,但和xtb的过渡态差别很远,导致以xtb过渡态为初猜无法收敛到DFT过渡态。第三种可能是你的过渡态因为协同异步等原因,虚频方向不符合化学直觉,此时只要IRC结果正确,仍可以说这个过渡态是正确的
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=XW6C6eQAAAAJ
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
主页:http://www.qitcs.qd.sdu.edu.cn/info/1133/1776.htm
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发表于 Post on 前天 14:54 | 只看该作者 Only view this author
ginlpein 发表于 2026-1-21 01:59
sob老师好,我想问一下,用您这个方法是不是可以对找过渡态的过程实现类似”构象搜索”的作用?
最近有一 ...

这一点有成熟的解决方案,就是在限定特定键长的情况下做构象搜索。参见https://www.koushare.com/video/details/192997
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
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发表于 Post on 前天 15:04 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2026-1-21 14:53
有的时候化学直觉设想的过渡态,实际上未必存在,这是正常的;不该存在的过渡态在低级别下碰巧存在,这也 ...

感谢老师回答,因为文章有类似的结构做过,这个虚频应该是没问题的,我在想是不是做DFT级别的时候用rcfc是读取了xtb的hessian结果,所以出现了这个情况

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发表于 Post on 前天 17:40 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 ginlpein 于 2026-1-21 17:50 编辑
wzkchem5 发表于 2026-1-21 14:54
这一点有成熟的解决方案,就是在限定特定键长的情况下做构象搜索。参见https://www.koushare.com/video/d ...

感谢王老师的回复,
按您视频中的讲法,我的理解是把认为反应相关的局部冻住,然后其余部分搜索,最后挑出能量低的构象再做一次TS。
但是,如果把反应局部冻住的话,相当于默认进攻方式不变。但有时候反应中心涉及氢键变化与质子传递,氢键受体原子也是亲核反应进攻的中心原子(比如O,N,在过渡态中会出现氢键构成的“六元环”或“五元环”)。这种情况下可能会出现N种不同的进攻方式(大致就是氢键构成的多元环表现出不同构象),也就是存在很多一阶鞍点。请问针对这类的情况,有没什么方法可以比较全面的一次性把所有鞍点找齐?
手动摆不同初始的办法,感觉很容易错过最低的那个鞍点,又容易摆了一堆初始最后都收敛到同一个位置导致无用功。

还是说类似亲核进攻的情况,只冻结进攻的电子给体原子与被进攻的电子受体原子这两个原子,其余部分全部放开进行MD搜索?

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发表于 Post on yesterday 09:29 | 只看该作者 Only view this author
陈AG 发表于 2026-1-21 15:04
感谢老师回答,因为文章有类似的结构做过,这个虚频应该是没问题的,我在想是不是做DFT级别的时候用rcfc ...

那就用DFT的Hessian再试一次就知道了
Zikuan Wang
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发表于 Post on yesterday 09:44 | 只看该作者 Only view this author
ginlpein 发表于 2026-1-21 17:40
感谢王老师的回复,
按您视频中的讲法,我的理解是把认为反应相关的局部冻住,然后其余部分搜索,最后挑 ...

这个冻住局部,可以只冻结一两根键。如果冻结的方式不唯一,就分别跑多个不同的构象搜索任务,再写脚本汇总结果。例如亲核进攻一般只冻结正在形成的键和正在断裂的键(共两根键)即可
Zikuan Wang
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 楼主 Author| 发表于 Post on yesterday 15:25 | 只看该作者 Only view this author
ginlpein 发表于 2026-1-21 01:59
sob老师好,我想问一下,用您这个方法是不是可以对找过渡态的过程实现类似”构象搜索”的作用?
最近有一 ...

对过渡态的构象搜索在下文里说了
Molclus FAQ
http://sobereva.com/730http://bbs.keinsci.com/thread-50349-1-1.html
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