关于Dy3+配合物的结构优化以及价态等相关问题

lt111

老师们好，各位同学们好，新手小白求助，之前一直做的有机体系的计算，最近老师接代算给了三价dy和均苯三甲酸（BTC）的金属配合物（六配体），让我去优化结构并且单点能找到和实验匹配的波长及其波函数分析。我参考了sob老师关于使用Gaussian做镧系金属配合物的量子化学计算（sobereva.com/581）后，做了一段时间的学习和计算，目前遇到了一些问题，较为有困惑，由于本科学的光学相关的，对化学了解较少，老师这边感觉储备也不够，尝试了许多，希望各位老师们能给我解答一下疑惑。组内资源有限，以下计算都是基与gaussian 09版本完成。
   
一、前期六配体计算
别的组只给了六配体结构，和365nm光致发光谱图（配体部分标注的436，462nm两个峰，中心dy离子的特征峰是486nm,576nm），吸收光谱并没有给(发光谱图就不粘贴了，文章还没有发表），早期计算并没有考虑价态和一些其他的细节，经过一段时间学习调整，计算的数据合理了许多。
1.1 近期的计算，一开始我看了几个帖子，考虑到均苯三甲酸去质子化才跟dy接位，我看给我的结构，老师这边给了点建议，接上了H原子来替代缺失的其他dy。所以六个配体跟三价镝接位，六COO-h和Dy3+,我就把价态写成-3,1 ，用的赝势基组MWB55和配套的赝势，基态优化成功，并且单点技能计算数据较之前已经相对合理了许多，但是上面价态是我自己的判断。基态优化指令如下以及结构如下，参考附件1
%mem=75GB
%nprocshared=16
# opt genecp guess=(mix,always) em=gd3 int=fine pbe1pbe scf=(novaracc,noincfock)

P-DyMOF-127

-3 1
Dy              -1    0.04546000   -0.10181300   -0.05158400
O               -1    1.56369100   -1.73962900   -0.66433300
O                0    1.70555300    2.52574000    1.68314500
C                0    2.15398700   -2.67305100    0.22440900
C                0    1.92868700    1.47162500    2.22728200
C                0    3.37514000   -3.31588800   -0.39495500
O                0    2.00882900   -2.75257100    1.42911600
O               -1    1.43551000    0.21853400    1.77271500
C                0    3.11162300    1.30551700    3.14380800
C                0    3.48156100    0.08678500    3.66562900
C                0    3.83120400    2.46233000    3.48313400
C                0    4.61727000   -0.02547900    4.46193400
C                0    4.95155700    2.35028000    4.32164000
C                0    5.03969700   -1.36241000    4.98793400
C                0    5.35775600    1.11263000    4.76625500
C                0    5.58377700    3.62645200    4.54672500
O                0    4.40421500   -2.36763200    4.73187700
O                0    6.25813100   -1.43116600    5.70134500
O                0    6.51613100    3.51181800    5.31272800
O                0    5.27387700    4.91974600    4.08098100
C                0    3.60967700   -3.31463000   -1.76757800
C                0    4.19033400   -4.10555400    0.43145000
C                0    4.85091000   -3.72033000   -2.24817300
C                0    5.34251000   -4.69869900   -0.10875700
C                0    5.20589800   -3.51331300   -3.68818500
C                0    5.72472600   -4.39565400   -1.40158900
C                0    6.18617800   -5.56167200    0.80314700
O                0    4.40767400   -2.91680300   -4.38595600
O                0    6.44434200   -4.02513600   -4.13825100
O                0    6.97265400   -6.32631900    0.26685300
O                0    5.98310800   -5.46241500    2.19400000
H                0    6.59712400   -4.86841800   -1.81102000
H                0    3.02651200   -2.61778600   -2.36768200
H                0    3.93664300   -4.25352500    1.46035500
H                0    3.52941400    3.41760500    3.10727300
H                0    6.24989700    1.02496900    5.35046400
H                0    2.89132200   -0.78106100    3.45739400
O                0    6.35671500    5.45119600   -1.11163400
C                0    5.22253200    4.64872900   -0.85097900
O                0    4.46677100    4.82046000    0.08096500
C                0    4.87889300    3.52307200   -1.79029100
C                0    3.76150500    2.73616700   -1.62914700
C                0    5.74928300    3.29520500   -2.86809000
C                0    3.44351700    1.76001400   -2.56819800
C                0    5.45237800    2.27307400   -3.78347800
C                0    2.21297500    0.92306100   -2.39801100
C                0    4.29278800    1.54387000   -3.64905100
C                0    6.32891200    2.03023800   -4.90227200
O               -1    1.64664600    1.18593400   -1.11946900
O                0    1.79597500   -0.11563000   -3.00190000
O                0    5.82546100    0.97723300   -5.71332700
O                0    7.35242700    2.50937200   -5.20633100
H                0    6.63249900    3.88768700   -2.98554200
H                0    4.03812100    0.81104800   -4.38594700
H                0    3.13273400    2.87633500   -0.77480400
H                0    4.72367700    5.49435600    3.54367100
H                0    6.84065400   -2.06686100    5.27925700
H                0    6.96401700    5.39742300   -0.37008700
H                0    5.57410300    0.13601200   -6.10161400
H                0    6.78816600   -3.46306200   -4.83643300
H                0    5.70899800   -4.89096200    2.91504500
O               -1   -1.66203500    0.21047200    1.48134400
O                0   -2.00648800   -1.29476800   -2.77175100
C                0   -2.33775800   -0.81185400    2.19397100
C                0   -2.16326800   -1.99298300   -1.79966700
C                0   -3.61904000   -0.29141100    2.80676800
O                0   -2.19599100   -2.01499200    2.08873800
O               -1   -1.50375300   -1.79090200   -0.55697000
C                0   -3.39638600   -2.84281900   -1.64425900
C                0   -3.67936600   -3.53704600   -0.48994900
C                0   -4.26018700   -2.93264000   -2.74740500
C                0   -4.86104900   -4.26273800   -0.37360200
C                0   -5.43029900   -3.70082500   -2.63984800
C                0   -5.18394800   -4.97752400    0.90206400
C                0   -5.74059000   -4.31989400   -1.45033900
C                0   -6.21031300   -3.66400800   -3.85195500
O                0   -4.42656900   -4.93831400    1.85322700
O                0   -6.44505900   -5.60879400    0.99882900
O                0   -7.18767500   -4.37396700   -3.75242300
O                0   -5.99947300   -3.00828800   -5.08123900
C                0   -3.85819300    1.06563700    3.00758800
C                0   -4.50464000   -1.22603800    3.36645300
C                0   -5.13545700    1.48822100    3.36289400
C                0   -5.71203900   -0.77637700    3.92425900
C                0   -5.47445400    2.94684400    3.36098100
C                0   -6.06802100    0.55309500    3.80128600
C                0   -6.63284100   -1.80699400    4.53909000
O                0   -4.62425300    3.72318600    2.96814000
O                0   -6.75928600    3.32192000    3.81572400
O                0   -7.49323900   -1.39362500    5.30045900
O                0   -6.41500200   -3.16520700    4.23353300
H                0   -6.98456800    0.89009200    4.24692200
H                0   -3.21167800    1.76462100    2.47915700
H                0   -4.26238100   -2.26825100    3.36787800
H                0   -4.02951000   -2.42188300   -3.65889700
H                0   -6.66535600   -4.84923500   -1.35283500
H                0   -2.98537400   -3.51860500    0.32425900
O                0   -5.96153400    2.94551300   -5.23082400
C                0   -4.89235200    2.35798100   -4.51673600
O                0   -4.29672600    1.36581200   -4.87731500
C                0   -4.41090900    2.99915500   -3.24213500
C                0   -3.34196200    2.51366200   -2.52422600
C                0   -5.09642100    4.14047600   -2.79647500
C                0   -2.88448600    3.18702900   -1.39590900
C                0   -4.66402100    4.78562400   -1.62700800
C                0   -1.70583300    2.66502900   -0.63303200
C                0   -3.54855600    4.33011600   -0.96164500
C                0   -5.34906300    5.96480900   -1.15879800
O               -1   -1.35265300    1.38501000   -1.14422100
O                0   -1.20577600    2.98594700    0.49142600
O                0   -4.73013900    6.46970600    0.01683200
O                0   -6.30499000    6.51529800   -1.54965600
H                0   -5.94323400    4.50902700   -3.33682400
H                0   -3.18418900    4.86397700   -0.10892600
H                0   -2.85929700    1.61118600   -2.83643200
H                0   -5.46876500   -2.41979700   -5.62311300
H                0   -6.91905800   -5.26203800    1.75822800
H                0   -6.68186300    2.31518400   -5.30438300
H                0   -4.42675900    6.64593500    0.91042200
H                0   -7.04894700    4.10670600    3.34475900
H                0   -6.08273900   -3.78629200    3.58126400

C H O 0
6-311g++(d,p)
****
Dy 0
MWB55
****

Dy 0
MWB55


1.2 近期计算把价态换成了3，别的和之前一样，但是一直显示收敛失败，目前把结构稍微修正了一下。放一下六配体的图1图2

二 七配体结构的合理性
最近我检查晶体文件，发现dy好像接了七个配体，由于给我结构的是做实验的，我向老师反应了这个问题，他也认可了。这边不设置价态总的电子数是815，基态填了3,1就是显示812，如果用的三价配合的MWB55,最后gaussian显示是双线态也就跟设置的自旋多重度矛盾，计算报错，而且老师这边一直模模糊糊给的说法是单线态三线态这种的，换成MWB56倒是合理了，但是从价态和匹配的基组又说不通，而且和六配体一样基态优化收敛失败。我后面考虑到可能是结构的问题，其中有几个氧靠的太近了，就把七配体的结构搞了两种，不过只是细微改变了一下。图三图四


三、我的相关问题
1、关于价态的判断，关于我这个体系，究竟是按照coo-和dy的价态总和写呢，还是默认配体接位后闭壳直接写dy的3价，本体系的基态自旋多重度是否合理。
2、在此之前的计算里面，我是没有固定接位的O，不管怎么加指令，都断键了，固定了才算出来400nm左右的波长。关于把一个dy和六个配体这样拿来当做一个发光单元计算是否合理。
3、关于后面六配体的写成3价计算的时候优化不收敛是否是跟价态有关，前后两个只改了价态。
4、七配体的计算是否合理，是否一定得按晶体的结构来（他组实验截取的六配体，我对于此有所疑问），如果上述关于价态的判断我之前的想法没问题，理应-4，这样的话85+4--55=764正好单线态叶说得通了。
5、关于后续的激发态，怎么去找相应的配体对应的波长，又怎么去找dy的特征峰，是否需要算单线态的数据当做配体的，三线态的对应的当做dy的。（老师那边目前就给了这点说法）
由于之前没有搞过类似的，看了诸多帖子疑问较多，老师这边给予的帮助很少，就只是让我算自己想办法。手头还有好几个老师接的代算，对于金属配合物的计算可能学习的不到位，如果我上述的表达有误还望各位老师体谅，请各位老师给我一些解答，或者有些什么建议，在此十分感谢各位同门和老师们后续的解答帮助。下面是六配体三价和-3，以及七配体的3价的分子文件。

kikiw

储备不够还接代算，不会就来公社上问。不如踏踏实实学学社长的课程

lt111

kikiw 发表于 2025-9-24 14:33
储备不够还接代算，不会就来公社上问。不如踏踏实实学学社长的课程

没办法的事了，老师自己狂接，然后给不出实际上的指导，文章也不给我们挂，我们只是干活的硕士，为了张毕业证，助研费都没发