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[Sobtop] 用Sobtop产生二面角参数的细节问题

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本帖最后由 Wenchuan 于 2025-1-14 14:34 编辑

我在用SobtopSobtop (sobereva.com)产生金属有机框架化合物MOF-5的拓扑文件时,基于簇模型和Hessian矩阵获得缺失的和Zn有关的参数,对于二面角如UF_Zn-os-UF_Zn-os不太好弄成谐振势形式加入$HARM_DIH,因为此体系里这种二面角有0、120、-120度三种情况,因此比较适合弄成有三个极小点的周期势函数,但对这个体系不太好做旋转扫描。根据Sobtop的建议可以用当前功能得到其谐振力常数,然后自己设计一个周期势函数,使其在0、120、-120度极小点处的力常数与m2Seminario得到的大致吻合。我自己根据0、120、-120三种情况的谐振力常数拟合了一个周期势函数,y=12846*(1+cos(3x-180)),但是用它得到的拓扑文件运行模拟时,步长最大只能0.0001ps,增大步长就会出错,可能是因为拟合得到的周期势函数的势垒太高了。请问想要增加步长到0.001ps左右,有好的解决方法吗?如果没法解决,不加UF_Zn-os-UF_Zn-os这种二面角更合理,还是选择加入y=12846*(1+cos(3x-180))这种特别大的势函数,然后用0.0001ps步长模拟更合理呢?

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发表于 Post on 2023-9-22 03:57:46 | 只看该作者 Only view this author
找一下旋转的过渡态不至于太费劲,由此得到势垒,然后把极小点、过渡态的位置以及它们的能量去拟合周期扭转势就可以,这些信息足够构造出一个基本能用的扭转势。不必非要追求力常数和基于Hessian算的一致
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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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-9-22 19:01:12 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2023-9-22 03:57
找一下旋转的过渡态不至于太费劲,由此得到势垒,然后把极小点、过渡态的位置以及它们的能量去拟合周期扭转 ...

谢谢解答

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-9-28 10:21:32 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 Wenchuan 于 2023-9-28 10:26 编辑
sobereva 发表于 2023-9-22 03:57
找一下旋转的过渡态不至于太费劲,由此得到势垒,然后把极小点、过渡态的位置以及它们的能量去拟合周期扭转 ...

我先用二面角柔性扫描UF_Zn-os-UF_Zn-os看看是否有过渡态 MOF-5_fragment_1.gjf (5.43 KB, 下载次数 Times of downloads: 1) ,结果发现在60°附近并没有过渡态,即使有过渡态也在120°左右 MOF-5_fragment_tot_ener_1.txt (946 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 2) 。因为这个二面角比较特殊,-120°、0°和120°都应该是极小点,因为有三个UF_Zn-os-UF_Zn-os二面角分别位于-120°、0°和120°。所以120°附近的过渡态无法用于拟合二面角。请问能否对-120°、0°和120°的三个UF_Zn-os-UF_Zn-os二面角分别进行正负60°的柔性扫描 MOF-5_fragment_2.gjf (5.41 KB, 下载次数 Times of downloads: 1) ,由于在正负60°范围内能量一直增大,所以取正负60°处的能量为势垒,这样势垒的能量不会特别高 MOF-5_fragment_tot_ener_2.txt (442 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 1) 。将正负60°的柔性扫描得到的结果结合极小点和势垒进行周期势拟合,得到-120°、0°和120°为极小点,-180°、-60°、60°和180°为极大点的周期势函数,这样得到的势函数可以吗?

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发表于 Post on 2023-9-28 12:05:56 | 只看该作者 Only view this author
Wenchuan 发表于 2023-9-28 10:21
我先用二面角柔性扫描UF_Zn-os-UF_Zn-os看看是否有过渡态,结果发现在60°附近并没有过渡态 ...

我没时间细看,把拟合完的函数和原函数画在一起肉眼一看便知能不能用
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-9-29 11:38:48 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2023-9-28 12:05
我没时间细看,把拟合完的函数和原函数画在一起肉眼一看便知能不能用

对-120°、0°和120°的二面角UF_Zn-os-UF_Zn-os各进行正负60°柔性扫描后得到了图中黑点所示的结果
如果只对-120°、0°和120°的极小值和-180°、-60°、60°和180°处的势垒拟合得到图中黑色曲线,如果对小于4kcal/mol的点进行拟合则得到红色曲线。红色曲线可以很好地符合能量极小点附近的柔性扫描结果,所以请问选用拟合的红色曲线作为二面角的周期势函数是否合适呢?

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发表于 Post on 2023-9-30 05:49:52 | 只看该作者 Only view this author
Wenchuan 发表于 2023-9-29 11:38
对-120°、0°和120°的二面角UF_Zn-os-UF_Zn-os各进行正负60°柔性扫描后得到了图中黑点所示的结果,
...

用黑色曲线
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-9-30 12:07:10 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 Wenchuan 于 2023-9-30 12:15 编辑

感谢sob老师解答,我明白了,相比于红色曲线,用黑色曲线可以更好地符合-180°、-60°、60°和180°的极大点的能量,并且可以减小二面角的波动,更好地维持结构。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-10-10 19:32:56 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 Wenchuan 于 2023-10-10 19:42 编辑

在sobtop的$HARM_DIH势能函数E_dih = (1/2)*k*(d-d0)^2中,k的单位是kcal/mol/rad^2,d-d0的单位是deg,所以请问实际的势能计算是不是应该先统一单位,即E_dih = (1/2)*k*((d-d0)*π/180)^2?
如果这样的话,本帖的问题就不存在了,完全可以根据0、120、-120三种情况的谐振力常数拟合了一个可用的周期势函数,我用低于10kcal/mol的能量拟合得到如图所示的势函数:

得到的这个势函数是否可用呢?
我之前拟合得到的势垒太大是因为考虑不仔细,直接按照deg的单位进行计算的。而且用柔性扫描方法得到的势函数由于势垒太低,加入电荷后不能维持框架结构。


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发表于 Post on 2023-10-10 21:46:09 | 只看该作者 Only view this author
Wenchuan 发表于 2023-10-10 19:32
在sobtop的$HARM_DIH势能函数E_dih = (1/2)*k*(d-d0)^2中,k的单位是kcal/mol/rad^2,d-d0的单位是deg, ...

单位显然得统一
如果不需要考虑二面角的可旋转,当前的势不错
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-10-10 21:51:39 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2023-10-10 21:46
单位显然得统一
如果不需要考虑二面角的可旋转,当前的势不错

明白,感谢解答。

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发表于 Post on 2023-10-11 00:35:19 来自手机 | 只看该作者 Only view this author
扫描有很大的位阻一般怎么处理?

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发表于 Post on 2023-10-11 00:40:07 | 只看该作者 Only view this author
zdworld 发表于 2023-10-11 00:35
扫描有很大的位阻一般怎么处理?

柔性扫描过程自然而然会避免严重位阻
对于获得某个二面角的参数,想避免位阻效应等效掺进去的话,试图把体系简化来尽可能避免位阻
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发表于 Post on 2023-10-11 02:25:04 来自手机 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2023-10-11 00:40
柔性扫描过程自然而然会避免严重位阻
对于获得某个二面角的参数,想避免位阻效应等效掺进去的话,试图把 ...

谢谢社长,明白了,我之前图便宜刚性扫描根本不能用,柔性体系有点大,能上半经验方法吗,只是拟合二面角参数够用吗?

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发表于 Post on 2023-10-11 03:16:16 | 只看该作者 Only view this author
zdworld 发表于 2023-10-11 02:25
谢谢社长,明白了,我之前图便宜刚性扫描根本不能用,柔性体系有点大,能上半经验方法吗,只是拟合二面角 ...

二面角参数的主要目的是修正1-4非键描述准部分,大部分扭转位阻实际体现在1-4非键作用上。
你在拟合参数的时候务必保证1-4非键作用正确考虑并被扣除

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