使用自洽量子力学/内嵌电荷模拟固相计算极化能错误求助

lijiaqi

1.图片为计算流程图，自洽量子力学/内嵌电荷模拟固相计算极化能，我根据“[size=1.4em]基于背景电荷计算分子在晶体环境中的吸收光谱”计算晶体的中心分子的IP,EA，发现和单分子气相结构计算的IP和EA很相近，我依次扩大晶体结构，依次选择中心分子计算，极化作用仍然很小，对IP和EA变化不大，是因为使用背景电荷的原因，而不是原子电荷嘛？
2. 如果使用原子电荷，先计算出每个分子原子电荷，然后添加到中心分子和环境分子的原子后面，然后计算是把整体分子做单点嘛，这里怎么区分中心和环境分子？
3. 以上表述有误，请大家提供正确的理解和对于计算过程的描述，谢谢指导。

lijiaqi

让你变成回忆 发表于 2023-11-1 21:56
没有顺序之分，只要能够遍历所有分子即可；
需要在中心分子电荷为1/-1时更新环境分子电荷；

好的 学习到了，我再看看我的问题出在哪里，谢谢指导

让你变成回忆

lijiaqi 发表于 2023-11-1 16:25
好的，也就是取环境分子为中心的时候，并没有顺序之分吧，只要都作为一次中心分子即可吧，这是我的理解， ...

没有顺序之分，只要能够遍历所有分子即可；
需要在中心分子电荷为1/-1时更新环境分子电荷；

所以整体来讲，这个迭代过程其实蛮贵的。

lijiaqi

让你变成回忆 发表于 2023-11-1 14:49
把所有环境分子都当做QM（此时其余分子就变成了环境）依次去更新环境分子的电荷。

好的，也就是取环境分子为中心的时候，并没有顺序之分吧，只要都作为一次中心分子即可吧，这是我的理解，谢谢。另外，对于IP和EA计算，是否需要中心分子电荷为1或-1，然后又进行环境分子原子电荷更新呢，这样我分析的数据有点离谱呢？还是只需要中心分子电荷为0，计算的迭代收敛，然后只修改电荷，再计算一下呢？多谢指导

让你变成回忆

lijiaqi 发表于 2023-11-1 09:30
你好，打扰你了，经过学习，我还有问题需要请教一下，对于（3）依次对cluster中的所有分子重复（2）的计 ...

把所有环境分子都当做QM（此时其余分子就变成了环境）依次去更新环境分子的电荷。

lijiaqi

让你变成回忆 发表于 2023-10-18 09:26
具体的流程是：（1）先算单分子的原子电荷，然后赋给cluster中所有的分子；（2）对中心分子进行QM计算，其 ...

你好，打扰你了，经过学习，我还有问题需要请教一下，对于（3）依次对cluster中的所有分子重复（2）的计算，即依次把cluster中的每个分子都当做QM，这里取环境分子有要求吗？需要邻近中心分子，依次取周围邻近的嘛？还是只要所有周围分子都当一次中心分子即可？   如果需要邻近的一个一个取，这个怎么去排序，知道每个分子对应的坐标呢？我用sob老师推荐的splitwhole的程序，可以把分子划分成单个片段，但是顺序应该不是中心紧邻分子。 谢谢

lijiaqi

让你变成回忆 发表于 2023-10-20 16:56
不管中心QM是什么，都需要迭代到收敛；
从我的经验来看，分子小了类似于相同的cutoff内分子数目多，这样 ...

好的，谢谢指导，我再理解理解

让你变成回忆

lijiaqi 发表于 2023-10-20 16:20
你好，谢谢指导，我想再请教一下，对于IP/EA计算，对中心QM分子分别进行charge=0、1、-1的计算，其中对于 ...

不管中心QM是什么，都需要迭代到收敛；
从我的经验来看，分子小了类似于相同的cutoff内分子数目多，这样会增加迭代次数；
极化能大不大主要是看你分子本身的性质，假如分子的CT性质（正负电荷中心明显分离）明显，肯定极化能就会很大。

lijiaqi

让你变成回忆 发表于 2023-10-19 09:37
1. 你一上来计算的电荷是气相的，然后赋给所有分子；
2. 环境分子为背景电荷，中心分子只有坐标； 但是 ...

你好，谢谢指导，我想再请教一下，对于IP/EA计算，对中心QM分子分别进行charge=0、1、-1的计算，其中对于1和-1的中心分子再进行电荷计算，迭代到收敛嘛？还有一个问题是，迭代计算模拟固相与分子大小选择相关，可能我选择分子太小，模拟的是不是也是不准确的，和气相大小接近。谢谢

wzkchem5

lijiaqi 发表于 2023-10-19 02:19
谢谢，对于脚本，确实还需要编程了。
把QM区域扩大进行计算也是一种不错的方法，我试一试，这里我想计算 ...

不用单取中心分子的能量。因为你关心的是中性分子和离子的能量差，所以中性分子和离子的能量都取总体系的能量就行了，多余的分子的能量自然会在减的时候抵消掉

让你变成回忆

lijiaqi 发表于 2023-10-19 09:15
谢谢，学习到了。关于以上过程，我还有几个问题请教一下。1.对于原子电荷计算，是算单分子的电荷，然后赋 ...

1. 你一上来计算的电荷是气相的，然后赋给所有分子；
2. 环境分子为背景电荷，中心分子只有坐标； 但是此时需要额外计算一下电荷，并作为中心分子的新电荷（后续所有迭代都是用这个新电荷）；
3. 对，计算原子电荷即可，由于背景电荷在时刻发生变化，所以计算出来的原子电荷也不同，需要实时更新每个分子的原子电荷；
4. 对
是的，手动实现不太容易，写程序实现。

lijiaqi

wzkchem5 发表于 2023-10-18 15:40
需要写脚本，或者用其他人已经写好的脚本。
不过说实话，最方便的方法还是把QM区选大一些，把和中心分子 ...

谢谢，对于脚本，确实还需要编程了。
把QM区域扩大进行计算也是一种不错的方法，我试一试，这里我想计算的中心分子，那我怎么取中心分子的能量呢？这个QM扩大区域是一个整体，能量应该也是整体的吧。
QM/QM2/MM方法，这个应该是直接可以得到中心分子的能量，我试试，和迭代的计算结果可以对比来。多谢指导

lijiaqi

让你变成回忆 发表于 2023-10-18 09:26
具体的流程是：（1）先算单分子的原子电荷，然后赋给cluster中所有的分子；（2）对中心分子进行QM计算，其 ...

谢谢，学习到了。关于以上过程，我还有几个问题请教一下。1.对于原子电荷计算，是算单分子的电荷，然后赋给所有分子片段吗？2.这里的背景电荷和过程1的原子电荷应该是一样的吧，只是只取环境分子的电荷为背景电荷，中心分子取坐标？3.关于过程2中心分子的新的电荷计算，这里是不是加入高斯关键词，计算原子电荷，和过程1是一样的。4. 中心QM分子能量收敛，是迭代一轮和迭代另一轮计算差值吧？手动进行计算工作量还是很大。以上是我的理解和相关问题，多谢指导。

wzkchem5

lijiaqi 发表于 2023-10-18 02:15
了解了，非常感谢。我试试，这种迭代一般需要编辑程序吧，手动计算工作量还是蛮大的

需要写脚本，或者用其他人已经写好的脚本。
不过说实话，最方便的方法还是把QM区选大一些，把和中心分子直接相邻的分子都选进去。既节省人力，也未必多费机时。如果这样算不动，就用QM/QM2/MM，和中心分子直接相邻的分子用低精度的QM方法描述

让你变成回忆

具体的流程是：（1）先算单分子的原子电荷，然后赋给cluster中所有的分子；（2）对中心分子进行QM计算，其余分子用背景电荷（坐标+charge），这里会获得中心分子的新的电荷，需要保存下来；（3）依次对cluster中的所有分子重复（2）的计算，即依次把cluster中的每个分子都当做QM、其余部分当做电荷，这里也需要依次更新环境中所有分子的原子电荷（这样认为是迭代完一轮）； （4）重复（2）、（3），需要注意的是，此时需要用更新的原子电荷，直至中心QM分子的能量收敛。   

如果你要计算的是IP/EA，就对中心QM分子分别进行charge=0、1、-1的计算，环境分子永远都是charge=0；
如果你要计算的是激发态的极化能，就把中心QM分子计算级别设为TDDFT，环境分子永远都是DFT；