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[Gaussian/gview] Gaussian分子优化时可以加压力吗

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我想请教一下,用Gaussian进行分子优化时,可以加压力吗,我想在优化的过程中模拟那个压力的环境,需要在命令行输入什么命令才能加压力呢

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发表于 Post on 2025-5-18 10:24:54 | 只看该作者 Only view this author
如果分子是在固态晶体等凝聚相中出现,应当对周期性的晶体结构用第一性原理软件做变胞优化来体现压强,而不能只按孤立体系算单个分子。看http://sobereva.com/423
√546=23.36664289109

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-5-18 15:29:28 | 只看该作者 Only view this author
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-5-18 10:24
如果分子是在固态晶体等凝聚相中出现,应当对周期性的晶体结构用第一性原理软件做变胞优化来体现压强,而不 ...

那不是晶体,就是一个单独的分子,是不是就不能对其进行加压处理?

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发表于 Post on 2025-5-18 16:53:25 | 只看该作者 Only view this author
如果要在两个原子间施加压力,可以用ase.constraints.ExternalForce调用Gaussian进行计算。

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发表于 Post on 2025-5-18 17:02:43 | 只看该作者 Only view this author
有一个等效处理的方法,是用能计算周期性体系的软件进行,高压下的结构优化, 然后用QM/MM,进行近似模拟。

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发表于 Post on 2025-5-18 17:12:58 | 只看该作者 Only view this author
对单个分子加压没啥用吧。出自http://sobereva.com/423

202505181711528668..png (414.6 KB, 下载次数 Times of downloads: 35)

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某不知名实验组从苞米地里长出来的计算选手

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发表于 Post on 2025-5-18 20:35:57 | 只看该作者 Only view this author
wal 发表于 2025-5-18 17:12
对单个分子加压没啥用吧。出自http://sobereva.com/423

对气相里的单个分子,加压确实没用,因为早在压力大到影响化学行为之前,体系已经不是气体了。
对液相里的单个分子,是可以加压的。溶剂既可以显式描述,又可以隐式描述;显式描述时又可以分为周期性边界条件给晶胞加压(CP2K等的做法),以及孤立体系用限制势加压(ORCA等的做法);隐式描述(即采用隐式溶剂模型)时也有办法考虑压力的影响,我忘了方法名字叫什么了
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 2025-5-18 21:18:48 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2025-5-18 20:35
对气相里的单个分子,加压确实没用,因为早在压力大到影响化学行为之前,体系已经不是气体了。
对液相里 ...

哎?隐式溶剂也能考虑压力吗?学到了
某不知名实验组从苞米地里长出来的计算选手

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发表于 Post on 2025-5-18 21:58:25 | 只看该作者 Only view this author
wal 发表于 2025-5-18 21:18
哎?隐式溶剂也能考虑压力吗?学到了

找到ORCA论坛上有人提到了:
Several methods for studying molecules using standard "static" QC methods have been developed recently. Some examples are XP-PCM (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jcc.24206), X-HCFF (https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0024671
), and GOSTSHYP (https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jctc.0c01212).

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Zikuan Wang
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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
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发表于 Post on 2025-5-18 22:28:24 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2025-5-18 21:58
找到ORCA论坛上有人提到了:
Several methods for studying molecules using standard "static" QC meth ...

想起来了,前段时间我还在423博文的评论区提到过这回事来着,不过社长没回应()
这类方法是不是都能粗略理解为,为了让外压力(压强)直接体现在单点的电子结构上,给薛定谔方程的势能算符里添加外势能或者外力对应的项?感觉还是比较高端小众,尚未推广到能在通行Gaussian版本里加一个关键词就能用的地步,不太适合新手折腾。
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发表于 Post on 2025-5-18 22:41:19 | 只看该作者 Only view this author
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-5-18 22:28
想起来了,前段时间我还在423博文的评论区提到过这回事来着,不过社长没回应()
这类方法是不是都能粗 ...

对,主要是较少有人需要研究压力如此大的体系
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
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发表于 Post on 2025-5-18 23:25:24 | 只看该作者 Only view this author
wqm 发表于 2025-5-18 15:29
那不是晶体,就是一个单独的分子,是不是就不能对其进行加压处理?

问这个问题的时候先要明确你所谓的压力是哪来的
如果是研究诸如高压气体,压力对优化的分子结构(势能面极小点)没有直接影响,顶多是做相应条件下的分子动力学模拟,然后分析轨迹考察构象分布情况,在这个层面压力可能会对分子结构产生影响(影响分子间碰撞频率、以及分子间相互作用)

而溶剂环境下溶剂对溶质分子产生的压力,隐式溶剂模型可以描述,北京科音中级量子化学培训班(http://www.keinsci.com/KBQC)里讲溶剂模型部分的幻灯片说了:

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》
欢迎加入北京科音微信公众号获取北京科音培训的最新消息,并避免错过网上有价值的计算化学文章!
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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)
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发表于 Post on 2025-5-19 13:28:16 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2025-5-18 20:35
对气相里的单个分子,加压确实没用,因为早在压力大到影响化学行为之前,体系已经不是气体了。
对液相里 ...

加压可以用来模拟AFM或者光镊,Q-Chem里面有关键词可以原子间加一个力

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发表于 Post on 2025-6-29 14:52:00 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-5-18 23:25
问这个问题的时候先要明确你所谓的压力是哪来的
如果是研究诸如高压气体,压力对优化的分子结构(势能面 ...

社长您好,我的研究方向主要是高压下的化学反应,请问在量子化学中级培训班中会详细讲解XP-PCM的使用方法吗。

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发表于 Post on 2025-6-30 00:12:52 | 只看该作者 Only view this author
673978960 发表于 2025-6-29 14:52
社长您好,我的研究方向主要是高压下的化学反应,请问在量子化学中级培训班中会详细讲解XP-PCM的使用方法 ...

会做介绍,但不是主要讲的,Gaussian并不支持此方法
Gaussian能实现的范畴内可以实现的是柔性扫描方式把体系压紧实现高压,培训里会讲。
实际上只要先把Gaussian精通了,为了用GOSTSHYP功能(和XP-PCM类似)而改用Q-Chem程序是很容易的事
但XP-PCM之类基于隐式溶剂模型的加压方法局限性很大,也很有可能你实际需要的是用CP2K直接模拟凝聚相体系在高压下的情况,这在北京科音CP2K第一性原理计算培训班(http://www.keinsci.com/KFP)里会详细讲。

顺带给出一个去年的XP-PCM和GOSTSHYP方法的综述:WIREs Comput Mol Sci., 14, e1708 (2024)
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