单点能计算显示SCF不收敛，但是正常运行结束，那这个输出的单点能还能用吗？

zhangby

各位老师好，我对镧系配合物进行几何结构优化+频率计算，结果显示结构收敛且没有虚频，然后再用这个结构计算单点能（最终目的是为了计算溶解自由能），虽然单点能计算正常运行结束，但是在SCF迭代128步后，有一行显示自洽场不收敛，请问这样得到的单点能还可以用吗？（输入和输出文件已附上）

sobereva

鉴于收敛的精度已经还可以了，对于算能量而言可以接受

zjxitcc

非也。您的提问方式无意间造成了“陷阱”式提问，诱导读者直接回答 可以用/不可以用。

从gjf文件中可以看到你写了scf=xqc，它的意思是先做一段常规的DIIS加速的SCF迭代，如果在默认迭代圈数内收敛，则万事大吉；若在默认迭代圈数内未收敛，则自动切换为二阶轨道优化算法，继续优化轨道。而这个体系在起初的128圈SCF迭代中确实没有收敛，因此log文件有两处SCF Done。如果我们在Linux下运行如下命令

1. grep 'SCF Done' Ligand-Eu23.log -A2

复制代码

可以看到

1. SCF Done:  E(UM052X) =  -2554.06896163     A.U. after  129 cycles
   
2.             NFock=128  Conv=0.29D-06     -V/T= 2.1720
   
3. <Sx>= 0.0000 <Sy>= 0.0000 <Sz>= 3.0000 <S**2>=12.0104 S= 3.0015
   
4. --
   
5. SCF Done:  E(UM052X) =  -2554.06896164     a.u. after    3 cycles
   
6.             Convg  =    0.1572D-05                    43 Fock formations.
   
7.               S**2 = 12.0104                  -V/T =  2.1720

复制代码

你在帖子描述里只给出了第一处，但实际上程序自动切换为二阶轨道优化算法，SCF收敛了，碰巧能量下降程度很微小（这不是普遍情况，通常不可以取第一处SCF Done的能量）。

另外，对于开壳层过渡金属体系，SCF收敛只是一个阶段性胜利，还需要检验波函数稳定性（看波函数是否稳定。若不稳定，基于此做波函数分析、频率计算没意义）、检查自旋布居或UNO轨道（看中心金属原子上是否真的有自己期望中的6个4f单电子，若没有，说明收敛到了错误的解）。这里直接列举出相应的例子

Step 1. 检验波函数稳定性
它可以与单点计算合并为1个计算任务，一行关键词搞定，例如
#p M052X genecp em=gd3 scf(xqc,maxcyc=200) nosymm stable=opt

Step 2. 产生UNO，观看UNO轨道
在上述计算完成后，获得Ligand-Eu23.chk文件，运行命令

1. formchk Ligand-Eu23.chk Ligand-Eu23.fch

复制代码

启动Python，依次输入

1. from mokit.lib.gaussian import uno
   
2. uno('Ligand-Eu23.fch')

复制代码

获得Ligand-Eu23_UNO.fch文件，内含UNO轨道及其占据数，可以用GaussView/Multiwfn等可视化程序打开，可以看到第134-139号轨道确实是6个4f单电子轨道，说明当前计算收敛到了想要的解。