求助原子电荷与分子静电势关系

li447fan

请问，1、原子电荷有多少种用途呢？看见以往的帖子和sob老师的博客，似乎拟合静电势电荷是属于原子电荷计算的一种，还有什么用途的呢？
2、看帖子http://bbs.keinsci.com/thread-2018-1-1.html，意思是计算分子表面静电势，有两种方法吗？一种是基于量化计算的波函数，一种是基于拟合静电势电荷？后者在gaussian中，单点能计算中关键词除了加pop=MK或者RESP等，还需要哪些操作呢？
3、计算静电势和画静电势等值面（或静电势填色的分子表面）时，如http://bbs.keinsci.com/thread-11080-1-1.html，是属于直接基于量化计算chk文件中的波函数直接计算静电势的吗？
4、还有一个小问题，计算单纯的酯类分子的表面静电势，基组需要加弥散函数吗，还是6-311G**就够了？

snljty

1.你第一句话的说法很奇怪，拟合静电势电荷属于原子电荷的一种，应该不能算原子电荷的用途。拟合静电势电荷可以预测反应位点，为分子动力学计算提供电荷参数等等。关于原子电荷的各种分类、定义、计算方式，参见卢老师的slides http://sobereva.com/multiwfn/res/brief_intro.pdf 的64-98页以及卢老师的http://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB2012281
2. 计算角度的静电势也是基于波函数算出来的。那个贴子太老，MK和CHELPG电荷现在绝大多数地方已经用途不大，关于拟合静电势类原子电荷，多数情况改用RESP或者RESP2电荷做动力学模拟等效果最好。也不要用Gaussian算，设置不方便。用Gaussian随便算个单点能，把chk转成fch，把Multiwfn的settings.ini里面cubegenpath设置正确，用Multiwfn载入fch里的波函数信息，调用Gaussian的cubegen计算拟合静电势电荷即可。
3.是
4.我觉得可以，def2-TZVP级别更好。原理上这个结果随着基组增大会收敛，加弥散除了慢没什么坏处。如果化学直觉上某个部分负电荷非常明显，应该在那里加弥散。

sobereva

1 预测反应位点、快速计算原子间静电相互作用、快速产生近似的静电势、作为分子描述符构建QSPR/QSAR方程、区分极性和非极性区域等等

2 若无特殊情况，计算量允许情况下应当一律基于波函数计算静电势。任何原子电荷算的静电势都比之有差距。而且对于一些情况，诸如sigma穴、pi穴、孤对电子特征等，是由于原子密度各向异性分布带来的，完全没法靠原子电荷对应的静电势表现，因为原子电荷假定电子密度围绕原子核球对称分布。

看量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班（http://www.keinsci.com/workshop/WFN_content.html）这页ppt的对比：



“单点能计算中关键词除了加pop=MK或者RESP等”描述得莫名其妙，根本没有pop=RESP关键词。对于Gaussian用户，RESP电荷需要基于fch/wfn/wfx用Multiwfn计算（http://sobereva.com/441）
而且也不是加了pop=MK就能给你基于原子电荷算的静电势。要想分析计算基于原子电荷的静电势，需要用Multiwfn的主功能7计算原子电荷，按照提示将结果导出为chg文件，然后把chg文件作为Multiwfn输入文件，之后在相应分析功能里选择被考察的实空间函数的时候选择基于原子电荷算的静电势。

3 是

4 没必要加。6-311G**就已经定量准确了，想要更好结果可以用def2-TZVP，阴离子或者局部带显著负电荷体系才需要弥散函数。

li447fan

sobereva 发表于 2020-9-7 12:57
1 预测反应位点、快速计算原子间静电相互作用、快速产生近似的静电势、作为分子描述符构建QSPR/QSAR方程、 ...

感谢sob老师的回答

li447fan

snljty 发表于 2020-9-7 11:24
1.你第一句话的说法很奇怪，拟合静电势电荷属于原子电荷的一种，应该不能算原子电荷的用途。拟合静电势电荷 ...

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