如何在CP2K中设置一个自由基分子

gingaorb · 发表于 Post on 2023-4-28 10:59:52

本帖最后由 gingaorb 于 2023-4-28 10:59 编辑

各位小哥哥，各位大佬们，请教一个问题呀~
是这样的，我的研究课题是关于水空气界面的分子动力学模拟，之前我在站长大大的指导下终于成功用256个水分子建立的水层用CP2K跑出来一个NVT的平衡构型，

然后我需要在这个水层上跑一个化学反应~该化学反应的反应物是一个自由基分子，如以下我所参考的两篇文献：分别是羟基自由基和过氧自由基分子~
但是我不明白，如何在CP2K中设置一个分子片段为自由基呢？我参考了站长大大关于Gaussian的帖子：谈谈片段组合波函数与自旋极化单重态 http://sobereva.com/82，里面提到，“严格来说，量子化学计算中没法设定原子/片段的电荷。因为在量子化学角度，所有原子/片段构成一个整体，薛定谔方程的求解是对整体而言的，没有任何一个原子/片段是孤立的。”但可以利用片段组合波函数的方法设置初猜，我想知道CP2K中有没有类似的方法呢？
谢谢大家~

以下是我所参考的文章：

sobereva · 发表于 Post on 2023-4-28 11:44:12

CP2K支持约束性DFT，倘若非要严格把单电子定域在自由基部分可以用这个功能。但对于实际目的来说未必有什么意义，而且会极大增加计算耗时。用这个之前先去考察常规做计算得到的自旋密度是怎么分布的，没必要用约束性DFT就别用。

gingaorb · 发表于 Post on 2023-4-28 23:03:02

本帖最后由 gingaorb 于 2023-4-28 23:06 编辑

sobereva 发表于 2023-4-28 11:44
CP2K支持约束性DFT，倘若非要严格把单电子定域在自由基部分可以用这个功能。但对于实际目的来说未必有什么 ...

请问站长大大，意思是不是说，我把一个OH或一个HOO·放到我已经跑平衡的水slab上合适的位置，比如距离水面大概5埃，然后设置整体的CHARGE关键词为0，设置整体的MUTIPLICITY关键词为2，然后做结构优化，然后跑AIMD，然后体系自己通过计算会判断，把自旋密度放到OH或HOO·上？请问是这样操作嘛~

sobereva · 发表于 Post on 2023-4-30 03:04:46

gingaorb 发表于 2023-4-28 23:03
请问站长大大，意思是不是说，我把一个OH或一个HOO·放到我已经跑平衡的水slab上合适的位置，比如距离水 ...

是

gingaorb · 发表于 Post on 2023-5-2 17:22:51

sobereva 发表于 2023-4-30 03:04
是

谢谢站长大大！最后想请教一下，如何跟踪水面上我所关心的OH或HOO·分子的HOMO或LUMO的轨道能量随时间或空间位置的变化呢？请问这个在CP2K中参数要怎么设置呢？就类似于下面这张图这样子：

gingaorb · 发表于 Post on 2023-5-2 17:34:09

gingaorb 发表于 2023-5-2 17:22
谢谢站长大大！最后想请教一下，如何跟踪水面上我所关心的OH或HOO·分子的HOMO或LUMO的轨道能量随时间或 ...

类似的，在CP2K中是不是可以做OH或HOO·分子从气相转移到液相中的自由能曲线变化图呢？这个计算在CP2K中具体的参数和操作方法是什么呢？~o(╥﹏╥)o

sobereva · 发表于 Post on 2023-5-3 18:11:32

gingaorb 发表于 2023-5-2 17:22
谢谢站长大大！最后想请教一下，如何跟踪水面上我所关心的OH或HOO·分子的HOMO或LUMO的轨道能量随时间或 ...

要求程序输出轨道能量的步数间隔和保存坐标相同，然后你就有了(轨道能量,坐标)数据，对应图上的数据点

gingaorb · 发表于 Post on 2023-6-12 23:09:32

sobereva 发表于 2023-5-3 18:11
要求程序输出轨道能量的步数间隔和保存坐标相同，然后你就有了(轨道能量,坐标)数据，对应图上的数据点

站长大大，我有点想不明白，如果我这个体系中就只有羟基自由基这一个分子，那我确实可以通过在CP2K中设置参数：
   &MO_CUBES
      NLUMO 1
      NHOMO 1
      &EACH
         MD 1
      &END
   &END
来得到羟基自由基这一个分子的HOMO和LUMO值，但现在我体系里有191个水分子，然后在水面上放上了这样一个羟基自由基分子，那我通过同样的参数设置得到的还是我想要的羟基自由基分子的HOMO和LUMO值吗？其它191个水分子的分子轨道不会产生干扰吗？还是说我得到的其实是这一个羟基自由基分子和191个水分子的分子轨道混合在一起的一个HOMO和LUMO值呢？o(╥﹏╥)o

wzkchem5 · 发表于 Post on 2023-6-13 01:20:10

本帖最后由 wzkchem5 于 2023-6-13 14:17 编辑

gingaorb 发表于 2023-6-12 16:09
站长大大，我有点想不明白，如果我这个体系中就只有羟基自由基这一个分子，那我确实可以通过在CP2K中设置 ...

首先，没有“HOMO值”这种说法。HOMO是一个轨道，不是一个数字，只有它的轨道能才是一个值。
你这样得到的HOMO、LUMO是整个体系的HOMO、LUMO。但是由化学常识易知其中beta LUMO主要定域在OH自由基上（但在附近水分子上也有少量离域），alpha HOMO可能也是主要在OH自由基上的，但是我不确定

gingaorb · 发表于 Post on 2023-6-13 21:08:01

wzkchem5 发表于 2023-6-13 01:20
首先，没有“HOMO值”这种说法。HOMO是一个轨道，不是一个数字，只有它的轨道能才是一个值。
你这样得到 ...

哇！您这么一说我就明白了！太感谢您了！
那最后还想请问一下您，那是不是意味着我用CP2K的话，就没有办法求这个体系当中某一个特定分子的HOMO和LUMO的能量了呢？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2023-6-13 21:16:57

gingaorb 发表于 2023-6-13 14:08
哇！您这么一说我就明白了！太感谢您了！
那最后还想请问一下您，那是不是意味着我用CP2K的话，就没有办 ...

本来“某一个特定分子的HOMO和LUMO的能量”就不是一个有严格定义的概念。只有正则轨道才能叫做HOMO、LUMO，而正则轨道必定是或多或少有一些离域的，除非巧合否则不可能严格局域在体系的一个特定部分。即使作出轨道图发现轨道完全是局域在一个分子上，那也只是意味着这个轨道在其他分子上的分布小于作图的isovalue值，而不是这个轨道在其他分子上完全没有分布

木木大坏蛋 · 发表于 Post on 2023-12-21 16:16:37

本帖最后由木木大坏蛋于 2023-12-21 17:16 编辑

gingaorb 发表于 2023-4-28 23:03
请问站长大大，意思是不是说，我把一个OH或一个HOO·放到我已经跑平衡的水slab上合适的位置，比如距离水 ...

您好，我也是跑自由基，但是就算MULTIPLICITY设置为2，一直无法正常进行，不知道您跑出来没有？

gingaorb · 发表于 Post on 2024-1-4 15:25:33

请问你的这个报错是不是没有打开LSD？

木木大坏蛋 · 发表于 Post on 2024-3-28 20:35:00

本帖最后由木木大坏蛋于 2024-3-28 20:36 编辑

gingaorb 发表于 2024-1-4 15:25
请问你的这个报错是不是没有打开LSD？

好久不见，今天刚看到消息，之前确实是没有打开LSD，当初修改之后可正常模拟了，还是很感谢回复

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