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[CP2K] 求助金属团簇对R和S构型柠檬烯的吸附能、转移电子数、位阻的问题

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本帖最后由 cheng1 于 2026-5-11 10:37 编辑

老师好!
我是计算同一金属团簇对R和S构型柠檬烯的吸附能和电荷转移量,电荷转移量参照“使用Multiwfn结合CP2K对周期性体系做电荷分解分析(CDA) - 波函数分析与Multiwfn (Wavefunction Analysis & Multiwfn) - 计算化学公社”帖子进行计算。最终计算结果如图:由团簇向柠檬烯进行电荷转移,其中团簇向S构型柠檬烯(S-limonene)转移0.0092个电子,向R构型柠檬烯(R-limonene)转移0.0074个电子,转移电子大小趋势与实验结果相符。

Q1:转移电子数这么小,会不会被认为不合理或者说是误差?因为考虑团簇和柠檬烯本身电子离域性就不好,实际实验中近乎无电学性能,因此这一结果似乎合理
Q2:计算出来的吸附能分别为-576.61和-585.02 kJ/mol,能判断是化学还是物理吸附吗?两者相差8.41 kJ/mol,可以说是存在吸附能差异吗?
Q3:文献中常用“手性材料由于空间位阻作用,能够实现对一种对映体强有效的吸附,而削弱对另一种构型对映体的吸附”,通过上述吸附能可以讲存在这样的空间位阻作用吗?

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发表于 Post on 前天 22:53 | 只看该作者 Only view this author
吸附能500多kJ/mol太大了,明显不合理,在此基础上讨论其它问题可能缺乏意义,您应该先检查一下为什么算出这么大的吸附能(例如检查SCF是否收敛到最稳定的态,如果体系有带有单电子的原子,可以检查这些原子的自旋布居,如果吸附前后自旋布居差太远说明没收敛到同一个态)

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发表于 Post on yesterday 15:45 | 只看该作者 Only view this author
如置顶的新社员必读贴、论坛首页的公告栏、版头的红色大字非常明确所示,求助帖必须在帖子标题明确体现出此帖内容是求助或提问,并清楚、准确反映出帖子具体内容,避免有任何歧义和含糊性,仔细看http://bbs.keinsci.com/thread-9348-1-1.html。我已把你的不恰当标题 “吸附能及电荷分解分析” 改了,以后务必注意!
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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发表于 Post on yesterday 15:52 | 只看该作者 Only view this author
1 这种物理吸附电子转移量普遍非常接近0,你算的结果完全在合理范围。但由于转移量极小,CDA的d-b项给出的电子转移量也定量不准,所以当前讨论具体转移量数值毫无意义。

2 对小分子的色散作用主导的物理吸附不可能达到这么大吸附能,好好检查计算过程。对于CP2K用户,尤其要注意考虑基组的BSSE问题,诸如别干出DZVP-MOLOPT-SR-GTH算相互作用能都不考虑counterpoise校正这种低级错误,否则相互作用能大小必被严重高估

是什么类型吸附,用IGMH或mIGM一看便知
使用Multiwfn做IGMH分析非常清晰直观地展现化学体系中的相互作用
http://sobereva.com/621http://bbs.keinsci.com/thread-28147-1-1.html
使用mIGM方法基于几何结构快速图形化展现弱相互作用
http://sobereva.com/755http://bbs.keinsci.com/thread-57066-1-1.html

3 这种说法不确切。空间位阻只可能是影响因素之一。对于这种色散作用主导的吸附,被吸附物的一种构型或构象与基底的范德华势分布充分匹配,才是能够令吸附能相对较大的关键因素,仔细看下文
谈谈范德华势以及在Multiwfn中的计算、分析和绘制
http://sobereva.com/551http://bbs.keinsci.com/thread-17271-1-1.html
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 楼主 Author| 发表于 Post on 8 hour ago | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 cheng1 于 2026-5-11 10:42 编辑
sobereva 发表于 2026-5-10 15:52
1 这种物理吸附电子转移量普遍非常接近0,你算的结果完全在合理范围。但由于转移量极小,CDA的d-b项给出的 ...

谢谢老师。
第一点中讨论“定量电荷转移量”无意义,但可以定性描述“电子由团簇向柠檬烯转移,且R-团簇向S-柠檬烯相较于R-柠檬烯转移电子更多”(或者说只能保留“电子由团簇向柠檬烯转移”)吗?有其它可能的定量分析的方法吗?
针对第二点计算能量过高的问题,我使用CP2K计算的基组均为TZV2P-MOLOPT-GTH(Au则为TZV2P-MOLOPT-SR-GTH),纯泛函,D3(BJ)色散校正。因此未考虑counterpoise校正。由于晶胞参数为
      A    70.00000000     0.00000000     0.00000000
      B     0.00976000    15.73202800     0.00000000
      C    -3.79079500     0.00162100    19.54838500
      PERIODIC YZ #Direction(s) of applied PBC (geometry aspect),因此计算E(cluster_rlimonene)、E(cluster)时均没有考虑K点(否则消耗内存极大(cp2k.popt,8核,150-170GB),提交到服务器慢且无法收敛),计算E(rlimonene)则考虑K点为1,2,2。设置是否存在不合理?
详细的输入、输出文件上传到附件中,请老师批评指正

E(cluster).inp

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E(cluster).out

40.56 KB, 下载次数 Times of downloads: 0

E(cluster_rlimonene).inp

45.68 KB, 下载次数 Times of downloads: 0

E(cluster_rlimonene).out

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E(rlimonene).inp

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E(rlimonene).out

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cheng1 发表于 2026-5-11 10:22
谢谢老师。
第一点中讨论“定量电荷转移量”无意义,但可以定性描述“电子由团簇向柠檬烯转移,且R-团簇 ...

1 就说转移量都微乎其微就行了,没必要说明转移量谁高谁底,本来CDA的d-b项对转移量的描述也精确不到小数点后三位
2 单分子本来就是非周期性体系的,考虑k点在原理上就是错误的行为。即便对于晶体部分,当前的晶胞不小,又是分子晶体,算吸附问题不考虑k点没什么问题。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 3 hour ago | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2026-5-11 13:26
1 就说转移量都微乎其微就行了,没必要说明转移量谁高谁底,本来CDA的d-b项对转移量的描述也精确不到小数 ...

老师,如果电荷量转移量分别为0.02和0.014是不是也没有转移量高低的讨论意义?一般在什么量级才有具体电荷转移量和相对大小意义?
此外,如果在CP2K跑动力学过程中气体分子未进入到团簇基底内部,是不是意味着现实中气体无法穿透团簇晶体结构?

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发表于 Post on 2 hour ago | 只看该作者 Only view this author
cheng1 发表于 2026-5-11 15:38
老师,如果电荷量转移量分别为0.02和0.014是不是也没有转移量高低的讨论意义?一般在什么量级才有具体电 ...

没多大意义。而诸如0.08和0.02之间相比,那还算是有一定区分度。

未必。说不定跑更长时间就能穿透。而且不同计算级别、不同计算设置、不同模型下的模拟结果和实验可比性本身也都有不同程度偏差
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sobereva 发表于 2026-5-11 16:21
没多大意义。而诸如0.08和0.02之间相比,那还算是有一定区分度。

未必。说不定跑更长时间就能穿透。而 ...

十分感谢卢老师,谢谢

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