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[新手求助] CPCM与SMD溶剂模型下几何优化后单点能计算差别显著

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我需要计算一系列硼氮共轭杂环卡宾的单重态与三重态能量差,分别用RKS和UKS在B3LYP(D3BJ)/def2-tzvpp级别下进行几何优化,然后在ωB97m-v/def2tzvpp级别下进行单点能计算。
为了减少几何优化不收敛或优化出现虚频的情况,用了CPCM溶剂模型做几何优化,SMD溶剂模型做单点能计算。
为了保证稳健性,我也用了ωB97x-D3/def2tzvpp/SMD级别进行几何优化,并在此基础上用ωB97m-v算单点能。
对于大部分分子,没有发现什么异常,两种几何优化、两种单点能读出的四个S-T gap基本上没有区别。但其中一个体系,两种几何优化和ωB97x-D3结合SMD几何优化基础上的单点能计算都给出S-T gap大约在20kcal/mol,但是B3LYP(D3BJ)结合CPCM基础上的单点能计算居然给出了50 kcal/mol的数据。
一开始我以为是泛函没法准确描述这个体系的问题,问了卢老师建议用DLPNO-CCSD(T)算一下,但是用的服务器过于老旧,这个级别几乎没法跑起来。
后续排查中,我用了B3LYP(D3BJ)结合SMD进行几何优化,发现一切正常,全都给出S-T gap ~20 kcal/mol。于是我找到问题是溶剂模型引起了这个显著的误差。
请问为何这两种溶剂模型会引起这样的误差?一般集合优化任务不推荐用SMD,那解决这个问题有什么方法?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-17 15:36:20 | 只看该作者 Only view this author
另外,我通过比较在B3LYP(D3BJ)结合SMD和CPCM进行几何优化的基础上进行单点能计算的结果,排查了造成这个误差的原因。对于单重态,两种几何优化的结果进行单点能计算的差别是0.01 kcal/mol,没有问题;对于三重态,这个差别是32 kcal/mol,说明是三重态几何优化的问题。
重新检查了两个几何结构,目测下几乎长得一样,比如卡宾碳的键角、键长等关键参数也是一样的,那么这个误差从何而来呢?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-17 15:39:17 | 只看该作者 Only view this author
数据如下:

屏幕截图 2025-11-17 153850.jpg (102.87 KB, 下载次数 Times of downloads: 0)

屏幕截图 2025-11-17 153850.jpg

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发表于 Post on 2025-11-17 16:14:35 | 只看该作者 Only view this author
三重态有没有收敛到同一波函数呢?
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发表于 Post on 2025-11-18 03:23:03 | 只看该作者 Only view this author
有别人回复之前若需要对帖子进行修改、补充,应直接编辑原帖,不要通过回帖进行补充,导致信息零零碎碎,这点在置顶的新社员必读贴里明确说了。

注意从轨道、布居等方面确认是否收敛到了相同的波函数,否则结果没可比性。原理上CPCM和SMD下算的S-T能量差不可能那么大。
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