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[波函数分析求助] 关于AIM拓扑分析做强弱相互作用探究的疑问

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各位老师好,本人正在使用Multiwfn做AIM联合VMD对溶剂与溶质间强弱相互作用的研究,主要目的是研究体系中的氢键,但是输出的分析结果显示拓扑路径有S-C------O-C2,C-S------N-C3,O3-C------S-C这种临界点,显然是在这些拓扑路径上有较强的吸引力,但肯定不是氢键作用,请问这种拓扑结构该怎么分析呢?可以用氢键的相关判据(ρ、▽ρ、H、G等)嘛?以及C-H------C-S这种拓扑结构,H连接的是被强吸电子基影响的C,不是典型的氢受体该怎么办呢?
以上这两种需要我把这种不是典型氢键的拓扑路径删除嘛?

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发表于 Post on 2021-11-8 19:59:28 | 只看该作者 Only view this author
这种临界点可能只是普通的色散、位阻相互作用。只有当各个原子满足氢键的定义时,氢键的判据才适用,对于那些光看元素类型就知道不是氢键的情况,氢键判据没有任何用处,此时满足判据不仅不能说明是氢键,也不能说明任何其他结论。
如果你不需要讨论这些拓扑路径,尤其是如果留着会显得眼花缭乱的话,那么可以删除,但是文章里建议写清楚,为了清晰起见,你只保留了那些对应于氢键的拓扑路径,防止别人误以为你没标的路径都不存在。
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?hl=zh-CN&user=XW6C6eQAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
主页:http://www.qitcs.qd.sdu.edu.cn/info/1034/1702.htm
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发表于 Post on 2021-11-8 21:19:05 | 只看该作者 Only view this author
怎么用AIM分析讨论这里都说了
Multiwfn支持的分析化学键的方法一览
http://sobereva.com/471http://bbs.keinsci.com/thread-12488-1-1.html
Multiwfn支持的弱相互作用的分析方法概览
http://sobereva.com/252
AIM学习资料和重要文献合集 http://bbs.keinsci.com/thread-362-1-1.html
搞清楚AIM分析的思想,举一反三

显然不能拿氢键的分析方法分析这些,跟氢键特征截然不同

要搞清楚相互作用本质,诸如是不是sigma-hole导致的静电主导的相互作用,对单体用下文画个图一看便知
使用Multiwfn+VMD快速地绘制静电势着色的分子范德华表面图和分子间穿透图(含视频演示)
http://sobereva.com/443http://bbs.keinsci.com/thread-11080-1-1.html

多看点相关弱相互作用的研究文章,比如之前他人和我合作发的下面这些(google学术搜标题就能找到文章页面)


北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Tian_Lu

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-8 22:40:38 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 liustone 于 2021-11-8 22:41 编辑
wzkchem5 发表于 2021-11-8 19:59
这种临界点可能只是普通的色散、位阻相互作用。只有当各个原子满足氢键的定义时,氢键的判据才适用,对于那 ...

好的,非常感谢您的指导和回复

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-8 22:41:31 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-11-8 21:19
怎么用AIM分析讨论这里都说了
Multiwfn支持的分析化学键的方法一览
http://sobereva.com/471(http://bbs ...

感谢老师耐心回复,很显然AIM方法和相关理论我还有许多要潜心学习的地方,我会努力多学多看的

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-8 23:37:52 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-11-8 19:59
这种临界点可能只是普通的色散、位阻相互作用。只有当各个原子满足氢键的定义时,氢键的判据才适用,对于那 ...

再请问一下,像C-H------C-O,C-H------C-S这种结构,是否可能是供电子基使得C上电负性增强而变为氢键受体?

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发表于 Post on 2021-11-8 23:52:43 | 只看该作者 Only view this author
liustone 发表于 2021-11-8 16:37
再请问一下,像C-H------C-O,C-H------C-S这种结构,是否可能是供电子基使得C上电负性增强而变为氢键受 ...

你把两个基团分别接在两个彼此独立的分子上,优化结构,如果这种结构可以保持,优化过程中不会散开或者变成其他的结构,那么有可能是你说的情况。否则不是。
需要注意的一点是,AIM存在拓扑路径,不代表存在吸引作用,很可能净作用是排斥的。可能是附近的其他基团迫使C-H必须正对着C-O,C-H自己其实并不想对着C-O的C,要不是周围基团拉着可能就和O形成氢键了,这个都是很有可能的。而AIM并不能判断出(或者很难判断出)一个弱相互作用是因为这两个基团“自愿”发生的相互作用,还是被迫的。
Zikuan Wang
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发表于 Post on 2021-11-8 23:57:08 | 只看该作者 Only view this author
liustone 发表于 2021-11-8 23:37
再请问一下,像C-H------C-O,C-H------C-S这种结构,是否可能是供电子基使得C上电负性增强而变为氢键受 ...

你用Multiwfn对CO、CS做表面静电势分析,都会发现在C那头末端有静电势为负的极值点,是孤对电子导致的。孤对电子的存在通过ELF图可以清晰看出来,这是CO、CS能够成为氢键受体的本质原因



用Multiwfn画个分子截面的静电势等线图可以看出C那边静电势都为负。下图蓝色粗线是范德华表面




关于静电势角度的分析,推荐看看
静电效应主导了氢气、氮气二聚体的构型
http://sobereva.com/209
静电势与平均局部离子化能相关资料合集 http://bbs.keinsci.com/thread-219-1-1.html
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-9 00:00:37 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-11-8 23:57
你用Multiwfn对CO、CS做表面静电势分析,都会发现在C那头末端有静电势为负的极值点,是孤对电子导致的, ...

好嘞,今晚学到了很多

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-9 00:00:57 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-11-8 23:52
你把两个基团分别接在两个彼此独立的分子上,优化结构,如果这种结构可以保持,优化过程中不会散开或者变 ...

十分感谢,答主模范

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-5-13 19:22:52 | 只看该作者 Only view this author
各位老师,本人最近使用M062X/6-311+G**基组泛函,在Multiwfn中做AIM对氢键的分析时,AIM识别出一些临界点诸如C-H---S-C这些应当是氢键的路径,以及C-H---H-N这些二氢键路径,它们不满足Popolier(Ref. Popelier, P. L. A. Atoms in Molecules. An Introduction; Prentice-Hall: Englewood Cliffs, NJ, 2000.)提出的的临界点▽2ρ介于0.024及0.139之间这个判据,该如何解释啊?需要用其他的判据或者对这种现象补充说明嘛?

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发表于 Post on 2022-5-15 23:34:09 | 只看该作者 Only view this author
liustone 发表于 2022-5-13 19:22
各位老师,本人最近使用M062X/6-311+G**基组泛函,在Multiwfn中做AIM对氢键的分析时,AIM识别出一些临界点 ...

同一个问题不要在论坛里两处问
http://bbs.keinsci.com/forum.php ... id=200344&fromuid=1 15297#都已经回复过了
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发表于 Post on 2024-9-9 16:51:02 | 只看该作者 Only view this author
liustone 发表于 2022-5-13 19:22
各位老师,本人最近使用M062X/6-311+G**基组泛函,在Multiwfn中做AIM对氢键的分析时,AIM识别出一些临界点 ...

您好,请问知道怎么解释了吗?我在另一个帖子里没找到答案...

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2024-9-14 20:30:23 | 只看该作者 Only view this author
zlisa 发表于 2024-9-9 16:51
您好,请问知道怎么解释了吗?我在另一个帖子里没找到答案...

不是典型氢键就不必特别分析了,删除这些临界点就好了

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发表于 Post on 2024-9-18 15:34:37 | 只看该作者 Only view this author
liustone 发表于 2024-9-14 20:30
不是典型氢键就不必特别分析了,删除这些临界点就好了

收到,谢谢老师!

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