给def2以ma-方式加弥散函数的Gaussian格式的基组定义文件（含所有def2支持的元素）

sobereva · 发表于 Post on 2019-8-28 07:31:03

给def2以ma-方式加弥散函数的Gaussian格式的基组定义文件（含所有def2支持的元素）

Basis set definition file in Gaussian format that adds diffuse functions to def2 series in the way of "ma-" (including all elements supported by def2)

文/Sobereva@北京科音

First release: 2019-Aug-28 Last update: 2019-Oct-11

def2系列基组非常流行，在笔者的很多博文里都提到、用到，但遗憾的是没有官方标配的带弥散函数的版本。之前笔者写过一篇文章《给ahlrichs的def2系列基组加弥散的方法》（http://sobereva.com/340）介绍了几种给def2加弥散函数的方法，其中一个是以ma-方式加弥散函数，诸如def2-TZVP以ma-方式加弥散后叫ma-TZVP。在Truhlar课题组的基组网站http://comp.chem.umn.edu/basissets/basis.cgi上直接提供了这些ma-基组的定义，但关键缺点是元素不全。原本def2系列是对于除了锕系以及最后一个周期外所有元素都有定义，但那个网站上提供的ma-TZVP.gbs基组文件里甚至连常用的碘都没有，因此用的时候还得自己去基于def2的定义和ma-规则手写，比较麻烦，初学者还容易搞错。而且每当有人问怎么去手动改，如果对方没基组常识，解释起来可费劲了。

为了解决上述问题，笔者写了个程序，直接基于BSE上的def2系列基组支持的所有元素的定义文件，自动批量按照ma-方式添加弥散函数。这些文件可以在这里下载：http://sobereva.com/attach/509/file.zip。此文件包里比如ma-QZVPP.txt就是def2-QZVPP所有元素按ma-方式加上弥散函数的版本。里面还有个文件def2-ECP.txt，这是所有def2基组共用的赝势文件，因为def2系列对第五周期开始的元素是赝势基组。

基于这个文件包里的文件，用Gaussian使用ma-系列基组可省事了。只要把文件先放到某个目录，要用的时候用@来include即可。

下面是一个Windows下计算的例子，用B3LYP-D3(BJ)/ma-TZVP计算水-氟代甲烷的单点。计算前先把ma-TZVP.txt放到C:\下。@代表把后面的文件计算Gaussian之前会被自动展开。
#p B3LYP/gen em=gd3BJ int=fine
[空行]
test
[空行]
0 1
O                2.21137200 -0.00419200 -0.00194900
H                2.78894100 -0.77058600 0.00034800
H                2.79813100 0.75514700 -0.00127500
C                -0.65861500 0.01454700 0.00490000
H                -0.29784800 -0.58761200 0.83720700
H                -0.28960200 -0.38738100 -0.93713900
H                -0.32683900 1.04530400 0.12361900
F                -2.04578600 -0.01206800 -0.00406300
[空行]
@C:\ma-TZVP.txt

由于ma-TZVP.txt里所有元素前头都有个负号，因此只有当前体系里存在的元素才会自动取.txt里的基组定义，而.txt里定义的其它元素不影响当前计算。

再看另一个例子，BP86计算顺铂，对所有元素用ma-SVP，对Pt还加了赝势，因为def2系列对Pt是赝势基组。计算前先把ma-SVP.txt和def2-ECP.txt放到C:\下。
#P BP86/genecp int=fine
[空行]
b3lyp/def2TZVP opted
[空行]
0 1
Pt                0.00000000 0.00000000 0.18195700
Cl                0.00000000 1.70827400 -1.36819100
Cl                0.00000000 -1.70827400 -1.36819100
N                0.00000000 1.59755500 1.56108400
H                -0.82596600 1.64390200 2.14978600
H                0.00000000 2.40772900 0.93575300
H                0.82596600 1.64390200 2.14978600
N                0.00000000 -1.59755500 1.56108400
H                -0.82596600 -1.64390200 2.14978600
H                0.00000000 -2.40772900 0.93575300
H                0.82596600 -1.64390200 2.14978600
[空行]
@C:\ma-SVP.txt
[空行]
@C:\def2-ECP.txt

上例中C:\ma-SVP.txt对体系涉及的所有元素都定义了基组，对Pt而言相当于赝势基组。C:\def2-ECP.txt是def2系列支持的从第五周期开始的所有元素的赝势定义，其中自然也包括对Pt的定义。此文件里也是各个元素前头都有负号，因此定义的元素在当前体系中没出现也不会报错。

在Linux下也可以用引用的方式用，下面还是顺铂的例子。这里/N避免Linux下运行时自动把文件里的内容完整输出一遍。两个文件之间这回没有了空行，因为如果有的话，会导致Pt的赝势信息没法被载入。
[同上...一直到坐标]
[空行]
@/sob/ma-SVP.txt/N
@/sob/def2-ECP.txt/N
[空行]
[空行]

当然了，自己手动把.txt文件里的涉及到的元素的基组、赝势定义拷出来，按照常规的genecp的格式去定义基组和赝势也可以正常使用这些ma-基组，但显然不如靠@来引用基组/赝势文件省事。如果在看上文时感到有不解之处，参看《详解Gaussian中混合基组、自定义基组和赝势基组的输入》（http://sobereva.com/60）。

文件包里还有个ma-TZVP(-f).txt，是对def2-TZVP(-f)以ma-方式加弥散函数的版本。def2-TZVP(-f)比def2-TZVP便宜得多，差异在于前者把后者的f极化函数去掉了（对镧系元素笔者保留了f函数，因为f函数对于La系并非是极化函数，而g极化函数被去掉了）。ma-TZVP(-f)比6-311+G(2d,p)略大一丁点，由于def2系列基组很适合代替Pople系列基组，因此强烈鼓励将之代替6-311+G(2d,p)使用。顺带一提，由于def2-TZVP(-f)比def-TZVP更大（比如对于碳，前者有两层d极化而后者只有一层），因此ma-TZVP比起将def-TZVP用ma-方式加弥散函数的版本更贵一些。

最后，给出笔者构建上面那些ma-的基组定义的程序ma-diffuse：http://sobereva.com/soft/ma-diffuse.rar。里面是Windows版可执行文件，Def2-SVP.gbs是原始的def2-SVP的定义文件，可以作为ma-diffuse的输入文件。此程序运行时可以由用户设定最小的s和p指数要除的因子，如果设成3，对应的就是以标准的ma-方式加弥散函数的情况。新产生的基组会输出到当前目录下的new.txt。

PS：笔者之前还有另一个给原有基组加弥散函数的工具，见《给基组以even-tempered方式增加弥散函数的工具adddiffuse》（http://sobereva.com/347）。

gqinhao@163.com · 发表于 Post on 2024-11-13 17:00:21

cokie 发表于 2024-11-13 16:49
弥散函数在ma-xxxx.txt里，赝势没变，只不过sob老师给他拆出来了。
建议先看看sob老师这篇博文（谈谈赝 ...

好的，谢谢您！

cokie · 发表于 Post on 2024-11-13 16:49:22

本帖最后由 cokie 于 2024-11-13 16:52 编辑

gqinhao@163.com 发表于 2024-11-13 16:44
哦哦，那是不是可以理解为引用这个赝势是给弥散计算用的

弥散函数在ma-xxxx.txt里，赝势没变，只不过sob老师给他拆出来了。
建议先看看sob老师这篇博文（谈谈赝势基组的选用 - 思想家公社的门口：量子化学·分子模拟·二次元），理解一下什么是赝势，赝势是怎么用的。

gqinhao@163.com · 发表于 Post on 2024-11-13 16:44:21

cokie 发表于 2024-11-13 16:31
不需要分开定义是因为def2-tzvp这样的关键词，是高斯自己能识别的，你写了这个关键词，高斯自然就会把这 ...

哦哦，那是不是可以理解为引用这个赝势是给弥散计算用的

cokie · 发表于 Post on 2024-11-13 16:31:36

gqinhao@163.com 发表于 2024-11-13 16:22
老师您好，但是def2不是直接在关键词行写上基组名字就可以自动调用基组和赝势，不需要分开定义。那为什么 ...

不需要分开定义是因为def2-tzvp这样的关键词，是高斯自己能识别的，你写了这个关键词，高斯自然就会把这个关键词“翻译”成基组定义+赝势定义的组合来用。
你点开看看sob老师写的ma-xxx.txt里的内容，里面是不是没有赝势定义？那自然要再引一个包含赝势定义的def2-ECP.txt文件。
如果你想一个文件搞定，比如对含C,H,O,N,Pt使用的体系使用，你直接把基组定义里C,H,O,N,Pt的部分和赝势定义里Pt的部分按顺序考下来，然后存在一个名为Pt.txt（其实叫啥都行）的文件里，你用的时候只需要引这个就好了。

gqinhao@163.com · 发表于 Post on 2024-11-13 16:22:52

cokie 发表于 2024-11-13 16:17
这和你通过genecp用赝势基组是一个意思，先写基组定义，再写赝势定义。

老师您好，但是def2不是直接在关键词行写上基组名字就可以自动调用基组和赝势，不需要分开定义。那为什么def2还要引用def2-ECP.txt文件呢。谢谢老师

cokie · 发表于 Post on 2024-11-13 16:17:08

本帖最后由 cokie 于 2024-11-13 16:21 编辑

gqinhao@163.com 发表于 2024-11-13 15:40
老师您好，想问一下关于您提到的“里面还有个文件def2-ECP.txt，这是所有def2基组共用的赝势文件，因为def2 ...

这和你通过genecp用赝势基组是一个意思，先写基组定义，再写赝势定义。
你可以去BSE随便找一个五周期及其之后的Def2系列基组下载看看内容，里面都包含两部分，前面是基组定义、后面是赝势定义。高斯里不需要你给def2系列基组写赝势定义是因为你写了这个关键词就包含了两部分内容罢了。

gqinhao@163.com · 发表于 Post on 2024-11-13 15:40:25

老师您好，想问一下关于您提到的“里面还有个文件def2-ECP.txt，这是所有def2基组共用的赝势文件，因为def2系列对第五周期开始的元素是赝势基组。”。您之前的帖子《谈谈赝势基组的选用》中提到，“def2系列一大优点是除了锕系以及最后一个周期外覆盖了周期表所有元素，因此对绝大多数体系可以只用def2而无需用混合基组。”。那既然def2是对除了锕系以及最后一个周期外的元素自带赝势，为什么这里还需要引用def2-ECP.txt文件呢？是不是所有第五周期及以后的元素在使用def2时都需要引用该文件呢？谢谢老师。

XingXing09 · 发表于 Post on 2024-11-13 08:33:19

老师您好，我最近遇到一个问题是我在引用文件设定基组时出现了无法打开文件的报错 :
Entering Gaussian System, Link 0=g16
Error opening AtFile: /home/Gaussian/ma-TZVP.txt
Error termination via Lnk1e at Tue Nov 12 23:38:54 2024.
之前用同样方法设定同样的基组路径都没问题

输入文件如下：
%nprocshared=32
%mem=12GB
%oldchk=
%chk=
# M062X/gen em=gd3 int=fine geom=allcheck scrf(read,SMD)
【空行】
@/home/Gaussian/ma-TZVP.txt/N
【空行】
eps=11.4
【空行】

想请问老师出现这问题是什么原因

月夕江YXJ · 发表于 Post on 2024-2-22 22:00:56

好的，谢谢老师，通过试错明白了
****
[空行]
这种是正确的

sobereva · 发表于 Post on 2024-2-22 21:49:49

月夕江YXJ 发表于 2024-2-22 21:41
老师，ma-TZVP.txt是以“****”结尾，我是不是应该使“****”置于末行

我说的是空行，不是****
死活搞不明白就直接把文件里的内容复制到gjf里

月夕江YXJ · 发表于 Post on 2024-2-22 21:41:38

sobereva 发表于 2024-2-22 21:37
看清楚ma-TZVP.txt末尾有没有额外的空行，有的话会导致自定义溶剂信息没法被读入

老师，ma-TZVP.txt是以“****”结尾，我是不是应该使“****”置于末行

sobereva · 发表于 Post on 2024-2-22 21:37:33

月夕江YXJ 发表于 2024-2-22 21:19
老师，我在使用这种方法的时候遇到一个问题，因为我需要自定溶剂，输入文件（Linux版）例如：
#M062X/gen ...

看清楚ma-TZVP.txt末尾有没有额外的空行，有的话会导致自定义溶剂信息没法被读入

月夕江YXJ · 发表于 Post on 2024-2-22 21:19:45

老师，我在使用这种方法的时候遇到一个问题，因为我需要自定溶剂，输入文件（Linux版）例如：
#M062X/gen scrf=read
【坐标】
【空行】
@\ma-TZVP.txt
【空行】
eps=46.35475
epsinf=1.7936737425
【空行】
【空行】
最终log文件中看到溶剂是按默认的水来算的，请问这个问题出在哪里

sobereva · 发表于 Post on 2023-6-1 03:46:27

MrMr浩发表于 2023-5-31 19:22
在sob老师的帖子http://sobereva.com/119中提到，“def2-SVPD、TZVPD、TZVPPD、QZVPD、QZVPPD基组：在JCP,1 ...

构造弥散函数的方式、目的都不一样
仔细看下文
给Ahlrichs的def2系列基组加弥散的方法
http://sobereva.com/340（http://bbs.keinsci.com/thread-3487-1-1.html）

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