晶体（如MOFs）结构精修及电荷计算问题求教

朙天儿 · 发表于 Post on 2018-4-15 23:40:14

请问sob老师，关于晶体，目的是得到含H的完整结构，并计算atomic partial charge后，模拟气体通过的MD，此电荷应该就是我们平时理解的原子电荷，因为连接方式复杂，故此形象称呼？。问题如下：
1.1 单独优化的氢原子，冻结其它原子，是用Gaussian？那么如何写输入文件？
1.2 是不是需要把周期性去掉？即去掉后三行TV？

看了您《原子电荷计算方法的对比》想采用MK、CHELPG、RESP三种方法分别计算一下，那么
2.1 用氢原子优化后的primitive cell原胞直接当成团簇用来计算电荷可以吗？
（所选体系原胞：170个原子，含1个结合H2O）
2.2 文献中说去掉溶剂水。见附图，原文为： Chem. Mater. 2014, 26, 6185−6192. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm502594j
Computation-Ready, Experimental Metal–Organic Frameworks: A Tool To Enable High-Throughput Screening of Nanoporous Crystals
为何那么处理？计算上的经验是什么?
2.3 如何写计算此团簇的MK、CHELPG电荷的输入文件

另，应最先处理，关于结构本身，在从CCDC调入的cif文件（不含H）中，
苯环对位分别连了-COO-，其他四个位置有一个等效的-NH2氨基，每个位都连了1个0.25 occupancy个N，一个苯环对应 4*0.25 occupancy N；
且一个原胞含2个结合水，但位于8个位置，即8*0.25 occupancy O，且具体较近，两个O距离为0.712Å；这样的原子成为部分占据或无序原子（partially occupied or disordered atoms），
3.1 各原子的Lennard-Jones常数如何得到比较合理？比如，C、O、N、H已分别取了文献中Dreiding力场数值，Al直接去Dreiding原文数值可以吗？好像文献中和原文的不太一样。。
3.2 对于无序原子在加氢时和优化时该如何处理？
P.S.：大概检索了一下Gaussian手册，尝试了好多次，未学扎实，无果。。

sobereva · 发表于 Post on 2018-4-16 02:31:15

1.1 这里说了
在Gaussian中做限制性优化的方法
http://sobereva.com/404

1.2 你要当成孤立体系计算就去掉TV。Gaussian里原子数稍微多一点，当做PBC计算都根本算不动。170个原子更是绝对没戏。

2.1 边缘的悬键需要进行恰当的饱和处理，然后再手动适当调节原子电荷。可参考此文J. Phys. Chem. C, 114, 5035-5042 (2010)

2.2 水在模拟过程中是可以自由移动的，你当前不是把水+MOF当做一个固定的整体来看待，目的就是得到MOF的原子电荷，显然要去掉水

2.3 仔细看
RESP拟合静电势电荷的原理以及在Multiwfn中的计算
http://sobereva.com/441（http://bbs.keinsci.com/thread-10880-1-1.html）

3.1 用UFF的参数

朙天儿 · 发表于 Post on 2018-4-16 07:36:01

非常感谢老师~我去试试

朙天儿 · 发表于 Post on 2018-4-16 21:56:48

再记录几个问题。

假如写成坐标就是四个空位都连接了0.25个N原子，那么请问，
N上还需要连2个H，是 4*0.25(-NH2) 好？还是将删掉4个0.25，随机填上一个完整的-NH2更好？

感觉上是前者比较好。
假如按 4*0.25(-NH2) 笛卡尔坐标需要写4个，手动填好后正常Gaussian优化合适吧？在Gaussian里的占据情况不会改变吧？
优化后的结构做气体吸附扩散的GCMC和MD模拟，如何体现是0.25占据？

agent99 · 发表于 Post on 2018-4-17 01:55:04

MOF的电荷有一些专门的方法来生成，比如CBAC，EQEq，都是经验方法（无需量化计算拟合）而且精度尚可，可能比你这样抠几个片段然后拼在一起要方便些。另外可以用unit cell直接做periodic DFT计算然后用DDEC方法拟合，精度更好

朙天儿 · 发表于 Post on 2018-4-17 07:03:06

agent99 发表于 2018-4-17 01:55
MOF的电荷有一些专门的方法来生成，比如CBAC，EQEq，都是经验方法（无需量化计算拟合）而且精度尚可，可能 ...

我好多东西都不敢确定，回头问一些小白的问题。CBAC和QEq具体您用什么软件，操作步骤是什么？
直接做Periodic DFT后DDEC方法拟合，这是如何做的？

sobereva · 发表于 Post on 2018-4-17 07:27:15

朙天儿发表于 2018-4-17 07:03
我好多东西都不敢确定，回头问一些小白的问题。CBAC和QEq具体您用什么软件，操作步骤是什么？
直接做Per ...

CBAC看J. Phys. Chem. C 2010, 114, 5035–5042、J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9945–9951

DDEC是专门计算周期性体系原子电荷的一种方法，并不涉及像拟合静电势电荷那样的“拟合”

朙天儿 · 发表于 Post on 2018-4-17 08:21:23

sobereva 发表于 2018-4-17 07:27
CBAC看J. Phys. Chem. C 2010, 114, 5035–5042、J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9945–9951

DDEC是专门 ...

看到大神回复了，太感谢了

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