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[其它量化程序] 用Dmol3预测反应位点的问题?

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本帖最后由 minagami 于 2015-12-22 03:03 编辑

http://sobereva.com/159《使用Multiwfn的定量分子表面分析功能预测反应位点、分析分子间相互作用》和http://sobereva.com/234里的《亲电取代反应中活性位点预测方法的比较》两篇文章中,我了解到可以利用一系列方法来分析波函数从而预测化学反应的位点。然而因为Multiwfn似乎不支持CASTEP,Dmol3等程序的波函数分析,所以我尝试用Dmol3模块里的静电势,HOMO/LUMO轨道,Fukui函数来预测苯酚的亲电反应活性位点,以熟悉这些方法的使用。泛函使用的是GGA/PW91,基组是4.4的DNP,使用DFT-D修正,不固定自旋,其余参数按照默认的Fine精度的参数。先进行几何优化,再计算单点能和各个相应性质。
静电势分析的结果如下:

在范德华表面用颜色表示静电势分布。这个基本上和《使用Multiwfn的定量分子表面分析功能预测反应位点、分析分子间相互作用》结果一致,但是不知道MS里能不能实现类似的定量分析?
HOMO轨道如下:

苯酚的亲电反应位点应该是邻对位,但是HOMO轨道把间位也覆盖了,起不到预测作用。我怀疑是不是我的参数设置错了,因为总共算出有256个轨道。怎么会算出这么多的分子轨道呢?
然后是Fukui-函数的分析结果:


从结果来看连接羟基的碳和羟基氧也是亲电位点,但是苯酚的亲电反应位点好像只有邻对位?这又该如何分析呢?
欢迎各位一起来讨论~

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-23 14:48:02 | 只看该作者 Only view this author
卡开发发 发表于 2015-12-23 14:29
一般比较关注导带底和价带顶以及Gamma,看你需要分析什么了

多谢你的解答!

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发表于 Post on 2015-12-23 14:29:54 | 只看该作者 Only view this author
minagami 发表于 2015-12-23 13:09
那么在check2xsf里我们是应该用高对称性的k点进行分析吗?比如取Gamma点。

一般比较关注导带底和价带顶以及Gamma,看你需要分析什么了

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-23 13:09:02 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 minagami 于 2015-12-23 13:13 编辑

那么在check2xsf里我们是应该用高对称性的k点进行分析吗?比如取Gamma点。

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发表于 Post on 2015-12-23 13:03:05 | 只看该作者 Only view this author
minagami 发表于 2015-12-23 12:29
那最终结果应当是各个k点的波函数在空间中分布的加权平均吗?

不是,各是各的
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-23 12:29:46 | 只看该作者 Only view this author
卡开发发 发表于 2015-12-23 12:19
对,其他k点应当导出对应的波函数才行,这个在vasp也是一样的。

那最终结果应当是各个k点的波函数在空间中分布的加权平均吗?

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发表于 Post on 2015-12-23 12:19:32 | 只看该作者 Only view this author
minagami 发表于 2015-12-23 11:55
你是指选取不同的k点的数据来分析会得到不同的结果吗?我只知道k点是取样点,但是不知道具体是对什么的采 ...

对,其他k点应当导出对应的波函数才行,这个在vasp也是一样的。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-23 11:55:43 | 只看该作者 Only view this author
卡开发发 发表于 2015-12-23 06:45
最多也就能显示一下周期体系的价带顶和导带底的波函数或者对密度做做AIM,ELF用CASTEP本身可以做。

固 ...

你是指选取不同的k点的数据来分析会得到不同的结果吗?我只知道k点是取样点,但是不知道具体是对什么的采样,难道是每个k点都对于着不同的波函数在空间中的分布?在http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=5406515里作者是取Gamma点进行分析的,那如果没有k点中没包括Gamma有怎么办呢?

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发表于 Post on 2015-12-23 06:45:49 | 只看该作者 Only view this author
minagami 发表于 2015-12-23 00:44
我把check2xsf编译成功了,不过似乎还是没办法用Multiwfn帮助分析orz
参考了小木虫的这个帖子http://emu ...

最多也就能显示一下周期体系的价带顶和导带底的波函数或者对密度做做AIM,ELF用CASTEP本身可以做。

固体当中,态的指标和k还相关。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-23 00:44:55 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 minagami 于 2015-12-23 00:54 编辑

我把check2xsf编译成功了,不过似乎还是没办法用Multiwfn帮助分析orz
参考了小木虫的这个帖子http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=5406515强势增强CASTEP输出的工具:check2xsf (Windows版),命令和可输出文件类型见附件: check2xsf.1 (10.04 KB, 下载次数 Times of downloads: 7)

我把其中关于输出文件的类型摘录如下:
.SH FORMATS

.LP
The following output formats are recognised.

.TP
.B \-\-cell
CASTEP .cell, cartesian cell, fractional co-ordinates. The output contains
just the lattice and positions blocks, so is not a valid input to CASTEP, but
can easily be made so.
.TP
.B \-\-cell_abc
CASTEP .cell, abc cell, fractional co-ordinates.
.TP
.B \-\-cell_abs
CASTEP .cell, cartesian cell, absolute co-ordinates.
.TP
.B \-\-cell_abc_abs
CASTEP .cell, abc cell, absolute co-ordinates.
.TP
.B \-\-cif
a very basic and rigid format which may be compatible with some CIF-reading
software.
.TP
.B \-\-cml
Chemical Markup Language.
.TP
.B \-\-cube
Gaussian cube. Atoms and at most one data set.
.TP
.B \-\-dx
Data Explorer. Data set only.
.TP
.B \-\-fdf
Siesta. Current support is very partial. If you want a density, you must
name the output file on the command line, the filename must end ".fdf",
and the density will appear in a corresponding ".RHO" file.
.TP
.B \-\-gnu
Gnuplot command file for 1D data.
.TP
.B \-\-null
Null output. Throw away all output, but still write some useful information
the input to stderr.
.TP
.B \-\-pdb
PDB
.TP
.B \-\-pdbn
PDB, but label the atoms with element symbol and number within that species,
e.g. C8, H24, Ca2, rather than just with element symbol. The whole string
can contain no more than four characters, so * is used for the numeric part
if it would not otherwise fit.
.TP
.B \-\-shelx
a subset of the SHELX97 format.
.TP
.B \-\-vasp
VASP output. One should almost certainly specify -R as well.
.TP
.B \-\-xplor
Xplor format. Data set only. The grid used in this format is offset by half
a grid cell compared to Castep, and as interpolating is inexact, this program
does not in this case. Also the grid axes are described in terms of a, b, c,
alpha, beta, gamma, so information about orientation in space is lost. To
produce a compatible pdb file of atomic co-ordinates, specify
.I \-Hc
when creating the pdb file.
.TP
.B \-\-xsf
XCrysDen format. Default. The only format in which multiple data sets are
supported.
.TP
.B \-\-xyz
XYZ format. Atoms only, no unit cell.
而在说明书里Multiwfn支持的文件格式如下:



虽然check2xsf里也可以输出.cube、.pdb、.xyz文件,不过这些文件里也只能包含有极少的一部分信息。
其中只有在.xsf文件里可以包含各种数据信息(毕竟这个程序的名字就是这个),我有时间再下个XCrysDen试试。。。



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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-22 22:58:35 | 只看该作者 Only view this author
卡开发发 发表于 2015-12-22 22:35
试试这个http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/sw/check2xsf/

噢噢噢,竟然还真有这种程序。多谢推荐,我有空的时候试一试。

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发表于 Post on 2015-12-22 22:35:08 | 只看该作者 Only view this author
minagami 发表于 2015-12-22 22:23
CASTEP的波函数信息大概是在二进制的check还是orbitals文件里?不过感觉难对其进行进一步分析利用。如果 ...

试试这个http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/sw/check2xsf/

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-22 22:23:49 | 只看该作者 Only view this author
卡开发发 发表于 2015-12-22 18:59
三个基矢相互不正交,放到直角坐标和坐标轴不重合。

密度能分析的东西太有限了。CASTEP好像有工具可以 ...

CASTEP的波函数信息大概是在二进制的check还是orbitals文件里?不过感觉难对其进行进一步分析利用。如果有相应工具导出的话那就方便多了。

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发表于 Post on 2015-12-22 18:59:07 | 只看该作者 Only view this author
minagami 发表于 2015-12-22 18:46
原来如此。非正交的体系是指晶轴不在坐标轴上的体系吗?看来想处理grd文件也不容易呀。

三个基矢相互不正交,放到直角坐标和坐标轴不重合。

密度能分析的东西太有限了。CASTEP好像有工具可以导出波函数,原则上可以作进一步分析,但是这个我没弄过。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2015-12-22 18:48:26 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2015-12-22 16:16
Fukui函数属于概念密度泛函里的东西,比起只考虑前线轨道的FMO理论,Fukui函数可靠性更高,虽然多数情况结 ...

多谢解答~
我会再仔细读读那篇《亲电取代反应中活性位点预测方法的比较》的。

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