关于分子模拟中原子电荷的rescaling问题

jimulation · 发表于 Post on 2020-9-9 23:13:26

本帖最后由 jimulation 于 2020-9-9 23:14 编辑

1.在【J. Phys. Chem. C 2014, 118, 10874−10882】中，提到了“the charges of the electrolyte solvent (EC and PC)molecules were legitimately scaled (the scaling parameter 0.8)so as to reproduce the experimental dipole moments”，即对于电中性的溶剂分子EC和PC的RESP电荷乘以0.8，以重现实验中的偶极矩。
2.在【J. Phys. Chem. C 2019, 123, 10167-10177】和【Journal of Power Sources 373 (2018) 70–78】中，提到“The Coulomb interactions of ions are treated by the electronic continuum correction (ECC) method, which takes the electronic polarizability into account implicitly”,公式见图1。其中ϵ∞ = 1.93为纯溶剂的高频介电常数。
3.在【J. Chem. Phys. 139, 114508 (2013)】和【J. Chem. Phys. 135, 124507 (2011)】中，也提到和第2点类似的方法，“The resulting atomic partial charges were scaled uniformly such that the net charge on each ion was ±0.8 e”。

上面3点区别在于，第1点是对溶剂分子中的原子电荷按比例进行了缩小，而,2、3点则是对离子的电荷进行了缩小。想请教的是，对于分子中各原子的电荷进行整体缩小（常乘以0.8），是否有必要？如有必要，应当对电中性的分子还是对离子进行缩小？

在我的实际模拟中，我采用Gaussian结合Multiwfn计算分子的RESP电荷时已经考虑了隐式溶剂模型，并设置了静态介电常数eps，这种情况下，是否还有必要对体系中涉及的溶剂分子/溶质离子进行电荷缩小？

谢谢！

davi · 发表于 Post on 2024-11-1 09:49:44

本帖最后由 davi 于 2024-10-31 23:18 编辑

sobereva 发表于 2024-10-31 10:08
1 是
2 D3是对整个体系所有原子而言的，没法只对某个部分加
没完整文章没法判断其它的

老师，对于2问题，我意思是是不需要将Li+与FSI-进行结构优化啥的吧，直接力场给出的电荷×0.8吧；然后如果只考虑THF和2MeTHF作混溶溶剂的话，就是分别将一个设置为隐式溶剂模型去进行另一个的结构优化与resp电荷计算吗

还是文献的意思是将Li+与FSI-离子先构建出来，采用SMD(设置THF与MeTHF混合隐式溶剂模型去优化，完了计算resp电荷呢)，那我计算出来还要×0.8吗，那对于THF和MeTHF就仅用结构优化完了算resp吗

sobereva · 发表于 Post on 2024-11-1 01:08:40

davi 发表于 2024-10-31 21:35
Sob老师，想要咨询一个问题，我研究LiFSI中Li+在THF(四氢呋喃)与2MeTHF(2甲基四氢呋喃)中的g(r)和配位， ...

1 是
2 D3是对整个体系所有原子而言的，没法只对某个部分加
没完整文章没法判断其它的
一个分子（不管自身是溶质还是溶剂分子）实际被什么溶剂包围，算这个分子用的隐式溶剂模型就得描述什么溶剂

davi · 发表于 Post on 2024-10-31 21:35:21

本帖最后由 davi 于 2024-10-31 08:22 编辑

sobereva 发表于 2024-3-31 10:01
本来就是一种经验性很强的做法，不是该问为什么不普适，而是问凭什么能普适

Sob老师，想要咨询一个问题，我研究LiFSI中Li+在THF(四氢呋喃)与2MeTHF(2甲基四氢呋喃)中的g(r)和配位，看文献的描述

1.Li+与FSI-离子是否直接用力场参数及电荷，然后考虑极化×0.8即可
2.下文提到的DFT+d3矫正是对溶剂分子嘛，后面不是要求设置SMD隐式溶剂模型，是将THF构建出来，2MeTHF做隐式溶剂这样去算THF的resp嘛，之后采用同样的方法去做2MeTHF的resp嘛

如果严格遵照文献是这样吗，老师。看您的隐士溶剂方面的博文，好像都是构建溶质分子，去将溶剂设置为隐式溶剂模型，感觉构建溶剂然后再设置溶剂没看到过。还是我对文献有误解呢，Sob老师

sobereva · 发表于 Post on 2024-3-31 15:01:17

DwyaneWan 发表于 2024-3-31 14:29
sob老师，对于这种rescaling做法不普适有什么文章推荐吗？是不是会影响对一些目标构象的采样呢？

本来就是一种经验性很强的做法，不是该问为什么不普适，而是问凭什么能普适

DwyaneWan · 发表于 Post on 2024-3-31 14:29:35

sobereva 发表于 2020-9-10 03:19
乘这种scale factor的做法不是什么被公认、普适的做法。如果你研究的体系和他文章里的类似，而且用的计算RE ...

sob老师，对于这种rescaling做法不普适有什么文章推荐吗？是不是会影响对一些目标构象的采样呢？

jimulation · 发表于 Post on 2020-9-10 11:32:56

紫丹渡津发表于 2020-9-10 10:15
对于特定体系的某种性质的研究，rescaling是非常有必要的，比如对于离子液体transport properties的计算，r ...

谢谢

确实看到有不少文献中用了charge scaling，但还不明原理

jimulation · 发表于 Post on 2020-9-10 11:31:53

sobereva 发表于 2020-9-10 03:19
乘这种scale factor的做法不是什么被公认、普适的做法。如果你研究的体系和他文章里的类似，而且用的计算RE ...

谢谢Sob老师，我学习一下！

紫丹渡津 · 发表于 Post on 2020-9-10 10:15:50

对于特定体系的某种性质的研究，rescaling是非常有必要的，比如对于离子液体transport properties的计算，rescaling已经算是通识了：见table 7. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.7b00520 (以及这篇文章引用和被引的)。

sobereva · 发表于 Post on 2020-9-10 03:19:24

乘这种scale factor的做法不是什么被公认、普适的做法。如果你研究的体系和他文章里的类似，而且用的计算RESP电荷的级别完全一样，那么效仿还行，其它情况别轻易效仿。

什么时候做scale，和计算RESP电荷用的级别、溶剂环境有关。比如DFT结合像样基组在溶剂模型下直接算的RESP电荷，往往数值偏大（被溶剂场过极化），这时候scale一下有一点道理。

另外，按照下文的方式去算RESP2电荷，原理很理想，也不需要再做什么scale，避免了用scale带来的经验性。
RESP2原子电荷的思想以及在Multiwfn中的计算
http://sobereva.com/531（http://bbs.keinsci.com/thread-16190-1-1.html）

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[综合交流] 关于分子模拟中原子电荷的rescaling问题