想用高斯view得到分子的HOMO LUMO图，需要单独计算单点能吗

18522780016 · 发表于 Post on 2018-6-24 19:56:03

各位大神好，小弟纯新手，（1）现在想用高斯view得到分子的HOMO LUMO图，之前听别人说先用“# B3LYP/6-31G(d) opt freq fchk”对分子结构进行优化，之后将得到的.out文件用高斯view打开，在工具栏中找到result中的optimization，然后查看哪一步优化的能量最低，然后将这一步的结果在保存成一个gjf文件，再利用“# B3LYP/6-31G(d) sp fchk”计算单点能，将得到的fchk文件用高斯view打开查看HOMO LUMO图，小弟不知道这样做有没有必要，是不是用# B3LYP/6-31G(d) opt freq fchk”得到的fchk文件直接用高斯view打开查看HOMO LUMO就可以了？（2）第二个问题就是，得到的homo lumo如何读取，是不是要有一个单位换算，这个问题请看图
谢谢论坛，谢谢大家

sobereva · 发表于 Post on 2018-6-25 13:18:19

对于纯粹优化而言，freq fchk关键词是多余的
“查看哪一步优化的能量最低，然后将这一步的结果在保存成一个gjf文件”这样的步骤纯粹多余，“那个人”完全是在坑你
“sp fchk”也是完全多余的

直接B3LYP/6-31G* opt，并且用%chk指定chk产生在哪，用最终得到的chk文件就可以用gview看轨道图形。但是把chk通过formchk转换为fch后用Multiwfn看轨道速度快得多得多，操作也方便得多，如果结合VMD绘图效果更是完爆gview。仔细看：
使用Multiwfn观看分子轨道
http://sobereva.com/269

Multiwfn载入fch，进入主功能0时屏幕上直接就告诉你哪个轨道是HOMO、LUMO、能级的数值多少（而且会以常用的eV为单位输出），超省事。而且Multiwfn还完全免费，省得买gview。

18522780016 · 发表于 Post on 2018-6-25 20:06:36

sobereva 发表于 2018-6-25 13:18
对于纯粹优化而言，freq fchk关键词是多余的
“查看哪一步优化的能量最低，然后将这一步的结果在保存成一 ...

太感谢sob老师了

Jerryluo · 发表于 Post on 2018-6-25 22:21:58

sobereva 发表于 2018-6-25 13:18
对于纯粹优化而言，freq fchk关键词是多余的
“查看哪一步优化的能量最低，然后将这一步的结果在保存成一 ...

老师好，直接B3LYP/6-31G* opt，不需要freq确定虚频是否为零吗？

sobereva · 发表于 Post on 2018-6-25 23:25:31

Jerryluo 发表于 2018-6-25 22:21
老师好，直接B3LYP/6-31G* opt，不需要freq确定虚频是否为零吗？

freq不是非做不可
稍微有点经验，对于常见体系不做freq也能判断出是否优化到了极小点

Jerryluo · 发表于 Post on 2018-6-26 10:49:41

sobereva 发表于 2018-6-25 23:25
freq不是非做不可
稍微有点经验，对于常见体系不做freq也能判断出是否优化到了极小点

懂了，谢谢sob老师。

wzy · 发表于 Post on 2019-6-25 16:30:02

sobereva 发表于 2018-6-25 23:25
freq不是非做不可
稍微有点经验，对于常见体系不做freq也能判断出是否优化到了极小点

老师，你好，那怎么确定能量最小呢？

sobereva · 发表于 Post on 2019-6-26 03:10:36

wzy 发表于 2019-6-25 16:30
老师，你好，那怎么确定能量最小呢？

区分清楚“最小”和“极小”。前者需要做构型/构象搜索（比如用molclus可实现），后者需要做振动分析，完全不是一码事

SigFig · 发表于 Post on 2019-6-26 07:28:47

关于优化:
一个优化到极小点的结构,具有以下两个属性:一是其体系总能量相对于几何构型的导数为0(也就是能量梯度为0），二是体系总能量相对于几何构型的全部二阶偏导数（也就是Hessian矩阵）为正。前者由高斯的优化命令达成，后者由频率运算验证（除非是及其简单的结构，这种验证一般是必须的）。

由此可见，把高斯优化路径上能量最低的点作为最终“优化"的结构是错误的。正确的做法应该是把优化做到Normal Termination，然后再用freq检查优化的结构是否有虚频。然而，我们可以把前一次优化运算中能量最低的点，作为下一次优化运算的初始结构。

关于画MO：
本质上讲，我们画的分子轨道是一堆原子轨道乘以一堆系数得到的。而这些系数是储存在.chk文件里的。所以只要在之前的计算中保留了.chk文件，我们就可以直接拿来生成MO。然而在chk中，这些系数并不是明文存储，所以我们需要把.chk转化成.fchk。高斯有一个工具叫做formchk就是干这个工作的。需要注意的是，formchk的版本必须和生成该chk的高斯的版本相对应（用服务器做高斯运算的同学应该深有体会)。有了fchk以后，我们就可以在gview下生成MO了

对于没有保留chk的运算，我们需要重新生成一个chk。对于一个已经优化的结构来说，一个单点运算就足够了（需要注意的是该单点运算的基组和方法必须和之前的优化运算保持一致）。顺便一提，如果没有chk,GV的做法是用一个垃圾basis做个单点然后用生成的chk画图，所以作出来的图一般不够圆润。

MO的能量在计算的log文件里就能找到，其本身可以被存成cube以便保存。

关于单位：
高斯的默认单位为原子单位(a.u.），具体的定义建议自己去查，很好找（连sob们最鄙视的某度上都有）。

409407227 · 发表于 Post on 2019-6-26 08:41:42

SigFig 发表于 2019-6-26 07:28
关于优化:
一个优化到极小点的结构,具有以下两个属性:一是其体系总能量相对于几何构型的导数为0(也就是能 ...

大哥，这个锑元素的250,38代表什么呀，很好奇

SigFig · 发表于 Post on 2019-6-27 08:46:19

409407227 发表于 2019-6-26 08:41
大哥，这个锑元素的250,38代表什么呀，很好奇

由38个锑250原子组成的带两个正电荷的原子簇。

409407227 · 发表于 Post on 2019-6-27 09:44:01

SigFig 发表于 2019-6-27 08:46
由38个锑250原子组成的带两个正电荷的原子簇。

aaaa，自己傻了，哈哈，谢谢

409407227 · 发表于 Post on 2019-6-27 09:49:14

SigFig 发表于 2019-6-27 08:46
由38个锑250原子组成的带两个正电荷的原子簇。

能否给我传个原图呀，老铁

Dave666 · 发表于 Post on 2023-8-12 14:39:30

sobereva 发表于 2018-6-25 13:18
对于纯粹优化而言，freq fchk关键词是多余的
“查看哪一步优化的能量最低，然后将这一步的结果在保存成一 ...

sob老师您好，所以关于这个问题，直接opt优化后就可以查看HOMO LUMO等分子轨道图了，而不需要再进行单点能的计算，我这样理解是对的吗？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2023-8-12 16:09:57

Dave666 发表于 2023-8-12 07:39
sob老师您好，所以关于这个问题，直接opt优化后就可以查看HOMO LUMO等分子轨道图了，而不需要再进行单点 ...

对的，前提是opt所用方法的理论级别足够

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