用Gaussian结构优化和振动分析模型搭建和使用赝势SDD基组输入文件求助

KYJY

卢老师，您好，我在优化过渡金属配合物时，搭建结构为最小不对称单体，但实际上单体中配体上的羧基O是参与配位的，我有一个疑问是，这里参与配位的氧原子在构建模型时是要把羧基氧上的配位环境画出来还是给羧基氧选择加氢，结构优化和振动分析使用的泛函为b3lyp，基组使用的6-31G*搭配SDD标配的赝势基组，因为我在优化的时候，羧基氧是裸露的，输入文件的关键词如下，老师，您可以帮我检查下电荷和自选多重度和gif文件有问题吗？# b3lyp/genecp opt freq

Picture 1

0 2
Zn                 2.31410000    3.65720000    8.09180000
O                  2.45970000    4.81660000    9.58700000
N                  3.12280000    1.87520000    7.73200000
C                  2.28980000    4.30820000   10.72820000
O                  2.17570000    3.09490000   10.85560000
O                  2.23650000    3.66540000   15.88310000
C                  2.15660000    4.88640000   15.68290000
O                  2.18200000    5.64710000   16.64730000
O                  1.67110000    8.72800000   12.70910000
H                  2.15920000    9.00720000   12.11190000
C                  1.87010000    7.39040000   12.87020000
N                  3.49170000    1.49480000    6.44030000
C                  3.10880000    0.74300000    8.43280000
C                  3.67810000    0.20670000    6.48840000
N                  3.44730000   -0.32460000    7.68600000
N                  2.74870000    0.65680000    9.73520000
H                  3.15320000   -0.00660000   10.11000000
H                  2.98070000    1.38720000   10.13030000
C                  2.20360000    4.65180000   13.20820000
H                  2.31230000    3.73450000   13.31840000
C                  2.15280000    5.19190000   11.92920000
C                  2.08820000    5.47970000   14.31820000
C                  1.98550000    6.56250000   11.76020000
H                  1.95210000    6.92370000   10.90390000
C                  1.92080000    6.84900000   14.14920000
H                  1.84410000    7.40390000   14.89210000
H                  3.94610000   -0.29590000    5.75190000

C H O N 0
6-31G*
****
Zn 0
SDD
****

Zn 0
SDD

wzkchem5

这个结构太小了，具体来说有以下几个问题：
（1）电荷和自旋多重度不合理。把分子的最主要共振式画出来，一个一个地数自旋向上的电子和自旋向下的电子的个数，然后自己判断正确的电荷和自旋多重度是多少。
（2）Zn的第一配位层必须完全配位，不能省略任何处于Zn第一配位层的配体。
（3）所有含氢原子的键都太短。参见http://sobereva.com/569，XRD测出来的氢原子位置不可信，何况很多时候氢原子根本不是测出来的，而是人为加上去的。建议在低级别下先优化所有氢原子，再上高级别优化。
（4）如果你研究的是MOF，那么周围其他金属原子和配体的静电作用一般不能忽略，建议用QM/MM计算，至少也要用ONIOM，用MM描述周围被你忽略的金属和配体。

KYJY

好的，谢谢老师，您说的一个一个数，说的是中心金属离子Zn离子吗？我的研究方向MOFs过渡金属配合物，如果把所有的配位点画出来，原子太多，计算量太大，后面准备做激发态计算，级别会更高一些，耗时会增加，因为其他的配位金属原子都是对称操作出来的，所以我比较纠结羧基O怎么处理，直接可以加氢处理吗？如果直接裸露，那相当于带一个单位负电荷，我用自己的Gaussian跑了下，直接报错了

wzkchem5

KYJY 发表于 2022-5-8 09:27
好的，谢谢老师，您说的一个一个数，说的是中心金属离子Zn离子吗？我的研究方向MOFs过渡金属配合物，如果把 ...

金属和配体都要数，因为电荷和自旋多重度是由总体系决定的，不是只由金属决定的
这里的问题在于，如果原子数太少，虽然能算得动，但是结果不能代表真实体系，不能发表。宁可用QM/MM等方法近似处理周围的金属和配体，也不能完全省略。
羧基如果在真实体系里是和Zn配位的，那么在这里建议处理成负离子，并且用点电荷描述和它配位的Zn2+以及周围的配体。更好的办法是用orca做这个计算，用embedding potential描述Zn，这样结果更准而且SCF更容易收敛。
把具体的报错贴上来，有的时候是因为SCF不收敛，加几个关键词就能解决，报错不代表结构或者电荷一定是错误的，必须打开输出文件仔细分析报错原因

KYJY

好的，谢谢老师

Ferrocene

既然要做MOF相关的研究，了解一些晶体学相关的常识总没有坏处。你要先理解晶体学里面的“最小不对称单元”是什么意思，有什么化学意义，再来讨论结构建模。否则就算程序不报错，算出来一些结果，也只是没有任何意义的垃圾。