cp2k与molclus联用及基组选择问题

Wu_Peng

本人在实验中对晶体修饰一系列官能团探究其吸附性能，在此以双氨基为例。其中理论建模过程由于在晶体结构特定位点引入官能团空间位置不够合理（见插图），因此固定原始的晶体结构，活动官能团通过MD做初步构象搜索，结合Molclus中isostat分类进一步筛选能量最低的几个结构，用cp2k再做精确几何优化，最后选择能量最低结构用作最终的初始结构。

本人已尝试MOPAC和xtb均算不动该结构，后面使用Gromacs和cp2k做MD，均可产生理想的官能团空间位置变化轨迹，发现cp2k生成的轨迹文件中自带能量显示，通过自写脚本可以轻松转换成isostat可以识别的格式，但在使用过程有几点疑惑如下：

1 上述寻找全局能量最小的稳定初始结构方法是否合理，不合理如何改进
2 具体参数而言，AIMD使用GFN-xTB, 使用0.1 kcal/mol作为能量阈值是否合理,是否在该方法的误差范围内
3 后续精确优化泛函用PBE，对于基组使用pob-TZVP-rev2 （需要开OT, pob缺少Zr元素使用GTH-PBE混合基组）是否合理，还是使用小基组DZVP-MOLOPT-SR-GTH (测试发现需要开smear才收敛)优化，TZVP-MOLOPT-GTH算能量
4 因为后续还需要使用GCMC引入气态小分子算吸附能，且初步估计存在氢键等弱相互作用，这样是不是直接使用pob-TZVP-rev2更好一些，且之前有看到社长说过pob这类基组对晶体更为适合。但pob基组耗时确实高很多，后面还有几十个不同修饰位点的类似结构要算。
5 未来Molclus是否有可能支持直接调用cp2k,方便更加快速处理此类问题

sobereva

1 可以
xtb不可能算不动，只不过xtb自己不直接支持周期性的GFN-xTB计算（GFN-FF倒是支持）

2 如果你是isostat指区分不同结构用的阈值，这和理论方法的精度无关，而取决于几何优化收敛精度。从精度角度讲，GFN1-xTB不足以区分0.1 kcal/mol的能量差

3 后续优化没必要刻意用全电子基组。DZVP-MOLOPT-SR-GTH足矣

4 我说的pob系列基组算晶体“更合适”是相对于其它全电子基组来说的，而没有跟GTH赝势基组比

5 暂时还没考虑，但不排除以后有闲的时候支持的可能

Wu_Peng

sobereva 发表于 2024-12-4 17:33
1 可以
xtb不可能算不动，只不过xtb自己不直接支持周期性的GFN-xTB计算（GFN-FF倒是支持）

感谢社长！还有几个小问题：

1 从精度角度讲，GFN1-xTB能够区分的能量差大概多少是比较可靠的

2 是否用混合基组
之前看过社长关于基组和赝势选择的博文，提到对于前三周期不建议用赝势基组，因为带来优势不明显且可能带来一些小问题。因此纠结这个问题。但又考虑cp2k的MOLOPT是专门优化过的，直接用DZVP-MOLOPT-SR-GTH省事而且也许效果更好？

3 DZVP-MOLOPT-SR-GTH对于计算能量，尤其是氢键等弱相互作用是否够用
有没有必要提高到TZVP,但TZVP支持的元素有非常有限，是不是又得考虑用混合基组来算

sobereva

Wu_Peng 发表于 2024-12-5 10:43
感谢社长！还有几个小问题：

1 从精度角度讲，GFN1-xTB能够区分的能量差大概多少是比较可靠的

1 没法一概而论，严重看体系，以及取决于误差抵消程度。拿不准的话，应留出几个kcal/mol的余地
2 我那个说的是Gaussian等主流量子化学程序的情况，和CP2K截然不同。Gaussian和CP2K在基组、方法选择上有天壤之别，经验完全不能互相套用
3 不够。算能量应当TZ档次。就如同你不能在Gaussian里用6-31G*算能量问题（而且是用于发表目的）似的
别光盯着一个基组文件。注意看北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）这两页ppt：