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[新手求助] M06-2X和PWPB95-D3结果差异大

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楼主
本帖最后由 75uio 于 2021-11-2 21:41 编辑

    计算一个有机反应的机理,使用Gaussian软件在M06-2X/def-TZVP级别下几何优化,之后使用Gaussian在M062X/def2-TZVPP级别下做单点及直接几何优化。后两者相对Gibbs自由能与之前M06-2X/def-TZVP差距不大(均小于1.2 kcal/mol)。然而通过Multiwfn程序输出ORCA5.0.1的输入文件,在PWPB95-D3(BJ)/def2-QZVPP级别下做单点发现相对能量普遍提高了3-6 kcal/mol(初次使用,读取的FINAL SINGLE POINT ENERGY,SCF都在12次循环内收收敛),这是合理的吗?以上均使用smd模型,乙腈作为溶剂。

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发表于 Post on 2021-11-2 21:39:35 | 只看该作者 Only view this author
标题要说清楚,只有同样的理论级别算出来有差异才能说Gaussian与ORCA差异大,你现在两个软件用的理论级别都不一致,标题应该说M06-2X和PWPB95-D3结果差异大,这不是软件的问题。
这个范围的差别正常,M06-2X计算误差大概在3~4kcal/mol量级,PWPB95在1~2kcal/mol量级,而且误差不一定同号,所以差这么多是正常的。除非体系有强相关特征(此时双杂化泛函容易有问题),否则应该以PWPB95-D3的结果为准
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=XW6C6eQAAAAJ
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-2 21:42:40 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-11-2 21:39
标题要说清楚,只有同样的理论级别算出来有差异才能说Gaussian与ORCA差异大,你现在两个软件用的理论级别都 ...

好的标题已修改

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-2 21:43:32 | 只看该作者 Only view this author
因为是第一次使用ORCA,有点担心是自己操作误差的问题

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发表于 Post on 2021-11-2 22:45:41 | 只看该作者 Only view this author
75uio 发表于 2021-11-2 14:43
因为是第一次使用ORCA,有点担心是自己操作误差的问题

你可以挑一个反应用ORCA跑个M06-2X/def2-TZVPP的计算看看。理论上和高斯的差距应该在0.5kcal/mol以内
Zikuan Wang
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发表于 Post on 2021-11-2 23:59:10 | 只看该作者 Only view this author
如上所说,建议先使用相同计算级别,对比ORCA和Gaussian的差异,如果差异显著,都在真空下计算再对比,以排除溶剂模型设置上的影响
如果俩程序结果基本一样,以PWPB95-D3(BJ)/def2-QZVPP的结果为准。也可以再结合精度很高的双杂化wB97X-2算算
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 2021-11-3 10:02:04 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-11-2 22:45
你可以挑一个反应用ORCA跑个M06-2X/def2-TZVPP的计算看看。理论上和高斯的差距应该在0.5kcal/mol以内

谢谢老师。通过ORCA(同样去掉了D3)计算的M06-2X/def2-TZVPP单点与Gaussian计算的基本一致,误差不超过0.1 kcal/mol,问题确实应该是两个泛函的精度问题,不排除是3ζ到4ζ的提升,之后会试一下。

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发表于 Post on 2021-11-3 15:42:11 | 只看该作者 Only view this author
75uio 发表于 2021-11-3 03:02
谢谢老师。通过ORCA(同样去掉了D3)计算的M06-2X/def2-TZVPP单点与Gaussian计算的基本一致,误差不超过0 ...

应该主要是泛函精度的问题,基组的影响应该不是主要因素
Zikuan Wang
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-3 19:03:09 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-11-2 23:59
如上所说,建议先使用相同计算级别,对比ORCA和Gaussian的差异,如果差异显著,都在真空下计算再对比,以排 ...

好的,已计算PWPB95-D3(BJ)/def2-QZVPP及wB97X-2-D3(BJ)/def2-QZVPP作为计算单点的级别下某条路径,两个双杂化泛函普遍比M06-2X结合def2-TZVPP或者def2-QZVPP高3-6 kcal/mol。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-3 19:12:07 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-11-3 15:42
应该主要是泛函精度的问题,基组的影响应该不是主要因素

是的,谢谢老师,比较了ζ数的区别,M06-2X下各级别误差很小(小于0.3 kcal/mol,应该是在该泛函下基本收敛),稍稍有点奇怪的是M06-2X-D3(zero)/def2-QZVPP与其他3ζ没加D3矫正基本一致,反而没加D3矫正的会高1 kcal/mol左右,跟双杂化泛函更接近,大概是误差消除导致的吧。所以确实可以认为是泛函带来的精度影响。

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发表于 Post on 2021-11-4 14:36:52 | 只看该作者 Only view this author
75uio 发表于 2021-11-3 19:03
好的,已计算PWPB95-D3(BJ)/def2-QZVPP及wB97X-2-D3(BJ)/def2-QZVPP作为计算单点的级别下某条路径,两个 ...

那就说明M06-2X不够准确
如果你还有兴趣的话,也可以用普通泛函里精度最好(各种测试证明算有机反应能整体强于M06-2X不少)的wB97M-V
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-4 17:17:11 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 75uio 于 2021-11-4 22:47 编辑
sobereva 发表于 2021-11-4 14:36
那就说明M06-2X不够准确
如果你还有兴趣的话,也可以用普通泛函里精度最好(各种测试证明算有机反应能整 ...

好的,会试试让自己对这些更了解一些。但是wB97M-V也只能用于单点,这样的话在计算成本可以接受的时候用双杂化泛函也是一样的。反而wB97M-V//M06-2X相对来说可能会被审稿人询问。就感觉如果不是B3LYP做几何优化的话,这个泛函相对比较尴尬。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-4 17:47:49 | 只看该作者 Only view this author
顺便问一下,如果反应路径中以A的相对能量为零点,与B结合之后发生反应,但反应路径中其他稳定点的相对能量都高于A。这样的话A到A+B的过程要做什么特殊处理吗,还是就按正常的算?

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发表于 Post on 2021-11-4 22:14:43 | 只看该作者 Only view this author
75uio 发表于 2021-11-4 17:17
好的,会试试让自己对这些更了解一些。但是wB97M-V也只能用于单点,这样的话在计算成本可以接受的时候用 ...

ORCA 5里有wB97M-V的解析梯度了,也可以优化,虽然不会有什么额外好处
M06-2X//wB97M-V明显是错误的写法,//左边的才是单点级别
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-11-4 22:47:19 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-11-4 22:14
ORCA 5里有wB97M-V的解析梯度了,也可以优化,虽然不会有什么额外好处
M06-2X//wB97M-V明显是错误的写法 ...

没写基组导致笔误了,谢谢提醒,已修正

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