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[NBO相关] 中性分子在电离的时候,可以认为丢失的电子来自于能量最高的NBO轨道吗?

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请教各位老师2个问题:1、在考察分子电离时丢失的电子来自于哪个原子(轨道),用Gaussian计算了NBO轨道(Pop=NBO),是否可以认为电离丢失的电子来自于NBO能量最高的轨道?
2、得到的NBO能量最高的轨道对应MO的HOMO-1轨道,并不是HOMO轨道,这个是否正常,考察分子电离丢失的电子时,是看MO的HOMO轨道,还是NBO能量最高轨道?

    MO

    NBO

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发表于 Post on 2022-9-30 18:24:52 | 只看该作者 Only view this author
LIFzhou 发表于 2022-9-30 08:49
老师,我看了sob老师的《使用Multiwfn作电子密度差图》这篇博文,里面提到:“注意在计算这两个状态的密 ...

可以考察原子电荷、原子轨道的布居数在电离前后的变化,不管是绝热还是垂直都适用
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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发表于 Post on 2022-9-30 14:23:57 | 只看该作者 Only view this author
LIFzhou 发表于 2022-9-30 01:49
老师,我看了sob老师的《使用Multiwfn作电子密度差图》这篇博文,里面提到:“注意在计算这两个状态的密 ...

1. 对,但可以用密度差图研究垂直电离过程
2. 看SOMO、自旋密度等
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
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ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-9-30 08:49:26 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-9-28 22:15
一般来说,不管用正则轨道(注意用词规范,NBO也是MO的一种,你所说的MO应该叫做正则轨道,英文缩写是CMO, ...

老师,我看了sob老师的《使用Multiwfn作电子密度差图》这篇博文,里面提到:“注意在计算这两个状态的密度时分子的笛卡尔坐标必须一致,不能在各自状态下分别优化,而只能共用其中一个状态的几何构型。同时也不能允许量化程序为了能利用分子对称性而自动旋转、平移坐标。否则都导致两个状态下原子坐标没法对应,密度差也就没什么意义。”  针对此,我有2个问题请教:
1、我这个体系电离前后结构变化很大,是不是意味着没法做密度差图?
2、如果没法做密度差图,那最好用什么方法讨论电离过程电子从哪里走?

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发表于 Post on 2022-9-29 15:29:03 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-9-28 21:59
关于“NBO也是MO的一种”,我的看法是NBO不适合算作MO的一种,因为NBO的占据数大多是非整数的,甚至可以 ...

看了一下维基上的定义(https://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_orbital),MO似乎不要求整数占据,而且乍看起来MO的定义好像也没有其他能把NBO排除在外的内容。而且如果MO要求整数占据的话,那就意味着有限电子温度下的SCF计算是没有MO的,听起来感觉不太对。
Zikuan Wang
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-9-29 10:31:46 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-9-29 04:57
最严格的考察电子从哪里走的做法是绘制电离过程对应的密度差图,看
使用Multiwfn作电子密度差图
http://s ...

谢谢老师回答。我是参照的1篇JCP文献,那篇文献用NBO讨论分子解离电离的过程。我认真看一下老师你给的这几个博文

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-9-29 10:27:50 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-9-28 22:15
一般来说,不管用正则轨道(注意用词规范,NBO也是MO的一种,你所说的MO应该叫做正则轨道,英文缩写是CMO, ...

谢谢回答。我是看一篇JCP文献里面用NBO讨论电离从哪个轨道移走,进而讨论对相关的共价键键长键级的影响。

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发表于 Post on 2022-9-29 04:59:43 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-9-28 22:15
一般来说,不管用正则轨道(注意用词规范,NBO也是MO的一种,你所说的MO应该叫做正则轨道,英文缩写是CMO, ...

关于“NBO也是MO的一种”,我的看法是NBO不适合算作MO的一种,因为NBO的占据数大多是非整数的,甚至可以很大程度偏离整数,因此连LMO都不属于,而是属于局域的自然轨道。NBO程序可以产生的NLMO倒是可以算作是(L)MO的一种。
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发表于 Post on 2022-9-29 04:57:47 | 只看该作者 Only view this author
最严格的考察电子从哪里走的做法是绘制电离过程对应的密度差图,看
使用Multiwfn作电子密度差图
http://sobereva.com/113

绝对不要以为电离时电子是从某个NBO或某个MO上离开的。如果非要以轨道来严格描述,那对应的是Dyson轨道,看下文里相应的ppt
正确地认识分子的能隙(gap)、HOMO和LUMO
http://sobereva.com/543http://bbs.keinsci.com/thread-16758-1-1.html

对于以NBO、MO来描述电离,你只能说不同的NBO或不同的MO对电离过程的电子结构变化有多少贡献,怎么考察看
使用Multiwfn考察分子轨道、NBO等轨道对密度差、福井函数的贡献
http://sobereva.com/502http://bbs.keinsci.com/thread-14237-1-1.html
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发表于 Post on 2022-9-28 22:15:39 | 只看该作者 Only view this author
一般来说,不管用正则轨道(注意用词规范,NBO也是MO的一种,你所说的MO应该叫做正则轨道,英文缩写是CMO,C是canonical),还是用NBO,电子都是从若干个轨道线性组合出来的轨道上面电离的。大家常说的”电子是从某个(单独的)轨道电离的“几乎在所有情况下都只是一个近似。在这个线性组合里面,能量越高的轨道,组合系数越倾向于比较大,但这只是一个大体上的趋势,不是必然规律。
由你这个例子也可以看到,从CMO能量,和NBO能量期望值来判断电子从哪个轨道电离,结论是相反的,意味着其中必然有一个的结论是错的。其中CMO的判断结果正确率可能稍高些,因为有Koopmans定理(对于HF)、Janak定理(对于DFT)的支持,但仍然不能严格保证正确。
最严格的方法是另外计算一下这个分子的自由基阳离子,看看SOMO的分布,或者看一下自由基阳离子和原来中性分子的密度差图。
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