求助：用ORCA对一系列连续变化的结构计算单点能出现能量跳跃点

enthalpy · 发表于 Post on 2020-8-18 20:38:40

本帖最后由 enthalpy 于 2020-8-20 10:38 编辑

大家好：

我先用gaussian09E 对核苷酸类似物进行二面角进行柔性扫描（10度一步）, 其中计算关键词为# opt=modredundant m062x/def2tzvpp em=GD3 scrf=(smd,solvent=water) pop=always int=ultrafine nosymm。结束后，通过自写的脚本从中提取结构和能量(与gaussview6.016提取的一致的)。然后用ORCA4.2.1对这些结构进行更高精度的单点能计算，其中所输入的关键信息为下：

! wB97M-V def2-TZVPP def2/J def2-TZVPP/C RIJCOSX strongSCF grid5 gridx5 noautostart miniprint nopop
%maxcore 5000
%pal
nprocs 20
end
%CPCM
smd true # turn on SMD
SMDsolvent "water"
end
* xyz 0 1
coordinate
end

大部分情况下，两种方法得到相对的电子能量随二面角变化的趋势是一致的。但有些分子，会出现能量跳跃点，比如图中X轴29的结构，高出相连两边60 kJ/mol。对该结构重新计算还是如此。接着我又尝试用ORCA在上述利用高斯计算时所用的理论水平下对该点以及紧相连的结构(28-29-30)计算单点能。计算关键词为
! M062x D3zero def2-TZVPP strongSCF grid6 noautostart miniprint nopop
其余的信息如上。

然而，ORCA 在M06-2X-D3理论水平下计算还是有跳跃点，且跳跃的差值也在60 kJ/mol. 请问为相同结构相同的理论方法，用不同软件为何会出现如此巨大的差别；以及ORCA为何会出现能量跳跃点。谢谢大家了！

ps：图一为上文所说28-29-30所对应的结构，图2 为二面角扫描图。

enthalpy · 发表于 Post on 2020-8-20 10:59:59

zjxitcc 发表于 2020-8-20 10:44
我是随便旋转了一个就是出来了，没有尝试其他的方位朝向。我用的技巧就是GV打开gjf，另存为内坐标，再打 ...

谢谢你的解答。我又学到一些技巧。

zjxitcc · 发表于 Post on 2020-8-20 10:44:37

enthalpy 发表于 2020-8-20 10:35
谢谢你的帮助！如果不用SMD模型，ORCA得到结果与Gaussian是下上一致的。将分子坐标旋转有什么讲究吗？还 ...

我是随便旋转了一个就是出来了，没有尝试其他的方位朝向。我用的技巧就是GV打开gjf，另存为内坐标，再打开内坐标gjf，另存为直角坐标，这样分子朝向一般就会改变了。

ORCA的隐式溶剂模型选择性比较低吧，就那么几个，你这碰到的也是特殊情况，。。。结构优化我还是选择用高斯，不会去用ORCA

enthalpy · 发表于 Post on 2020-8-20 10:35:23

本帖最后由 enthalpy 于 2020-8-20 10:58 编辑

zjxitcc 发表于 2020-8-19 21:04
我做了些试算：
（1）换用更高精度的格点grid7是解决不了问题的，能量还是相差很多。
（2）ORCA不支持 ...

谢谢你的帮助！如果不用SMD模型，ORCA得到结果与Gaussian是一致的。将分子坐标旋转有什么讲究吗？还是说某种取向得到结果不对，在随机调整试试看？还有一个问题是ORCA4.2.1还有什么可靠的隐式模型可以用？

hebrewsnabla · 发表于 Post on 2020-8-19 22:22:01

zjxitcc 发表于 2020-8-19 21:04
我做了些试算：
（1）换用更高精度的格点grid7是解决不了问题的，能量还是相差很多。
（2）ORCA不支持 ...

可以看看CDS能量有无异常，判断一下是极性部分还是非极性部分出了问题。
但是按理说这俩都是旋转不变的啊……

zjxitcc · 发表于 Post on 2020-8-19 21:04:21

本帖最后由 zjxitcc 于 2020-8-19 21:05 编辑

enthalpy 发表于 2020-8-19 15:05
谢谢sob老师的解答。我尝试加上kdiis 重算了这三个结构的单点能。发现结构29的能量还是要比另外两个高出 ...

我做了些试算：
（1）换用更高精度的格点grid7是解决不了问题的，能量还是相差很多。
（2）ORCA不支持隐式溶剂模型下检验波函数稳定性，因此这条没法做。但是基本可以排除波函数稳定性问题，因为我从高斯传轨道过去，收敛性很好，但收敛的能量还是很离谱。
（3）将分子坐标旋转过再算（见附件），结果好像就很正常了

n29_m062x_rot.inp (2.42 KB, 下载次数 Times of downloads: 7)

建议你到ORCA论坛上反映这点，督促他们找原因。

喵星大佬 · 发表于 Post on 2020-8-19 18:13:20

enthalpy 发表于 2020-8-19 18:03
你说到SMD溶剂模型提醒我重新计算在它们气相下的能量，发现之前ORCA计算中出现的跳跃点消失。此时三个结 ...

那看来orca的SMD也有这个问题，我在用Gaussian带SMD溶剂模型优化结构的时候碰到过几次。

enthalpy · 发表于 Post on 2020-8-19 18:03:23

喵星大佬发表于 2020-8-19 16:01
这个还算好了，重新算可解决，其实还有个就是SMD溶剂模型在Gaussian里有可能出现很奇葩的情况，好像是因为 ...

你说到SMD溶剂模型提醒我重新计算在它们气相下的能量，发现之前ORCA计算中出现的跳跃点消失。此时三个结构的相对能量变化与gaussian计算的一致。看来时ORCA对某些结构SMD溶剂化处理出问题。

喵星大佬 · 发表于 Post on 2020-8-19 16:01:14

这个还算好了，重新算可解决，其实还有个就是SMD溶剂模型在Gaussian里有可能出现很奇葩的情况，好像是因为溶剂表面有溶剂进不去的坑，然后SCF的时候能量会巨幅变化然后报错。那个解决起来很麻烦麻烦程度相当高。

enthalpy · 发表于 Post on 2020-8-19 15:05:29

本帖最后由 enthalpy 于 2020-8-19 15:08 编辑

sobereva 发表于 2020-8-19 11:28
KDIIS是SCF收敛方法，和几何优化的GDIIS差异极大

谢谢sob老师的解答。我尝试加上kdiis 重算了这三个结构的单点能。发现结构29的能量还是要比另外两个高出~60kJ/mol.
@zjxitcc， ORCA4.2.1计算得到的电子能量分别为 -996.647693959302， -996.624219156508， -996.647318397864。
gaussian09E 得到为 -996.652346174，-996.652659893， -996.652691888

ps 附件是ORCA4.2.1 计算时的输入文件。

sobereva · 发表于 Post on 2020-8-19 11:28:37

绫波レイ发表于 2020-8-19 08:57
猜测可能类似与gaussian里的GDIIS

KDIIS是SCF收敛方法，和几何优化的GDIIS差异极大

zjxitcc · 发表于 Post on 2020-8-19 10:58:56

如果能贴出结构和电子能量的数值就更好了

大家也可以有个精确的比较

绫波レイ · 发表于 Post on 2020-8-19 08:57:58

猜测可能类似与gaussian里的GDIIS

rabbitkiller · 发表于 Post on 2020-8-19 08:51:18

hunterpyj 发表于 2020-8-19 08:36
请问这里所说的kdiis哪里有介绍么？手册里没有搜到呢？

直接在输入行里写 ! kDIIS 就行了。

手册里应该有介绍的。

hunterpyj · 发表于 Post on 2020-8-19 08:36:53

请问这里所说的kdiis哪里有介绍么？手册里没有搜到呢？

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[ORCA] 求助：用ORCA对一系列连续变化的结构计算单点能出现能量跳跃点

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