求简单科普wb97家族

michaelm

各位能不能给我简单介绍一下这个家族？

1）能否点评一下wb97x-v，wb97x-d，wb97m-v，都什么区别，有什么明显的优劣？

2）gamess，orca，q-chem这些里的wb97x-d我看手册都是wb97x加上dft-d修正，也就是和高斯里用EmpiricalDispersion关键词来加上dft-d修正一样。但是gaussian里是wb97xd，并不像其他的泛函一样用EmpiricalDispersion关键词。gaussian里的这个wb97xd和其他的wb97x-d有什么不一样？实际应用上，我发现对于金原子，高斯里的wb97xd是可以用的，但是其他软件里的wb97x-d都会提示对于金原子没有相应的dft-d参数，必须用wb97x-d3。是不是高斯里的wb97xd其实是d3？

谢谢指点。

zjxitcc

高斯官方手册讲了wb97xd的d是什么，见http://gaussian.com/dft页面Empirical Dispersion选项卡

yflchx

https://www.tandfonline.com/doi/ ... 268976.2017.1333644

Narbe Mardirossian & Martin Head-Gordon, Thirty years of density functional theory in computational chemistry: an overview and extensive assessment of 200 density functionals. Molecular Physics, DOI: 10.1080/00268976.2017.1333644

sobereva

wB97XD是08年蔡政达和Head-Gordon搞的，之后还搞了双杂化泛函wB97X-2（2009年）。蔡政达后来回台湾了，又搞了wB97X-D3（用的DFT-D3(0)，2013年）。wB97X-V（2014年）和wB97M-V（2016年）和是Head-Gordon和他学生Mardirossian搞的；此外，他俩还搞了纯泛函B97M-rV（2017年）和双杂化泛函wB97M(2)（2018年）。还另有其他人搞了wB97X-D3(BJ)。

上述的杂化泛函中，整体精度：wB97M-V>=wB97X-V>wB97X-D3>=wB97XD

wB97M-V是双杂化泛函以外的最顶级泛函（至少对主族而言），不少情况甚至超过双杂化泛函当中中庸的。但wB97M-V和wB97X-V由于都带VV10色散校正，没有解析梯度，所以最大不足是不适合做几何优化（可以用wB97XD或者wB97X-D3代替），而且实现相对复杂。

对于过渡金属谨慎使用wB97系列，因为此系列主要对主族参数化。但也有测试文章发现wB97M-V算过渡金属相关能量问题的结果也很好，见J. Chem. Theory Comput., 15, 3610 (2019)，但这方面有待更多更广泛的测试。

这些泛函在此文里也有相关介绍
详谈Multiwfn产生ORCA量子化学程序的输入文件的功能
http://sobereva.com/490（http://bbs.keinsci.com/thread-13560-1-1.html）
简谈量子化学计算中DFT泛函的选择
http://sobereva.com/272（http://bbs.keinsci.com/thread-536-1-1.html）

由于wB97M-V整体（但不是所有项目都）强于wB97X-V，所以一般没必要用wB97X-V。但我在研究18碳环二聚体时发现wB97M-V结合QZ基组经常SCF非常难收敛，所以碰到特殊情况可以用wB97X-V凑合代替。

wB97XD绝对不是wB97X简简单单加上DFT-D2那么简单，泛函本身的参数也有明显不同，仔细看原文便知，不要靠猜。

wB97XD就一个定义，在所有程序里都一样，Gaussian里的实现没有任何特殊性。

“高斯里的wb97xd其实是d3”显然是错的。Gaussian里没有任何泛函结尾是D的但实际用的是D3。末尾直接是D的一律都是带D2的，如B97D、B2PLYPD、mPW2PLYPD，而带D3的一律末尾都是明确写的D3，如B97D3、B2PLYPD3。

myzpku

sobereva 发表于 2020-8-23 20:59
wB97XD是08年蔡政达和Head-Gordon搞的，之后还搞了双杂化泛函wB97X-2（2009年）。蔡政达后来回台湾了，又搞 ...

补充说明一点，Q-Chem里的VV10是有解析梯度的(https://manual.q-chem.com/5.3/sect_VV10.html)，在开发这些泛函时就测试了二聚体的平衡距离等等

sobereva

myzpku 发表于 2020-8-25 02:22
补充说明一点，Q-Chem里的VV10是有解析梯度的(https://manual.q-chem.com/5.3/sect_VV10.html)，在开发这 ...

我是以ORCA角度说的

喵星大佬

金属有机反应计算里面wB97X-V是普通杂化泛函里最好的了，不过那时候没测wB97M-V

michaelm

非常感谢大家的指点，学到不少。这两天研究了一下，几点和大家分享一下：

1）wB97XD用的是D2的模式，但是阻尼形式和D2D3都不一样，所以没法像其他泛函一样统一，只能单独列出来。
2）DFT-D2原来只到54号元素（Xe），所以原来的wB97XD也只到54号元素，q-chem里就是如此。我问高斯为什么他们的wB97XD一直到86号元素（Rn），被告知这些重元素的参数应该是从Grimme组里拿到的，但是好像从来没有公开发表过。有些将信将疑。
3）wB97X-D3(BJ)和wB97XD以及wB97X-D3不一样，后二者都是在wB97X基础上的修正，但是wB97X-D3(BJ)是对wB97X-V的修正。名字比较有迷惑性，要小心些。

sobereva

michaelm 发表于 2020-8-27 05:28
非常感谢大家的指点，学到不少。这两天研究了一下，几点和大家分享一下：

1）wB97XD用的是D2的模式，但 ...

wB97X-D3(BJ)绝不是对wB97X-V的修正。前者比后在计算弱相互作用方面精度还差，好处是避免了用更昂贵的VV10校正。这个提出目的在其原文J. Chem. Theory Comput., 14, 5725 (2018)的摘要里就已经体现了。

chenw

sobereva 发表于 2020-8-27 05:32
wB97X-D3(BJ)绝不是对wB97X-V的修正。前者比后在计算弱相互作用方面精度还差，好处是避免了用更昂贵的VV1 ...

社长您在基础班提到wB97X-V对金属配合物的单点能是首选，如果社长方便的话能提供一下文献吗？谢谢、

喵星大佬

chenw 发表于 2020-9-23 11:36
社长您在基础班提到wB97X-V对金属配合物的单点能是首选，如果社长方便的话能提供一下文献吗？谢谢、

http://bbs.keinsci.com/thread-9854-1-1.html只是说是非双杂化的首选，双杂化有别的可用

chenw

喵星大佬 发表于 2020-9-23 11:37
http://bbs.keinsci.com/thread-9854-1-1.html只是说是非双杂化的首选，双杂化有别的可用

非常感谢，我就是先用PWPB95-D3，其中一个结构试了很多社长的方法SCF都不收敛，没办法才换wB97X-V

喵星大佬

chenw 发表于 2020-9-23 11:45
非常感谢，我就是先用PWPB95-D3，其中一个结构试了很多社长的方法SCF都不收敛，没办法才换wB97X-V

PWPB95-D3是用的orca吧，有的时候orca确实很难收敛，多试几种收敛方法，nodiis，kdiis，slow或者veryslow会好些，我也碰到过很正常的体系死活收敛不了的情况，有时候确实很迷。

sobereva

chenw 发表于 2020-9-23 11:36
社长您在基础班提到wB97X-V对金属配合物的单点能是首选，如果社长方便的话能提供一下文献吗？谢谢、

北京科音基础（中级）量子化学培训班（http://www.keinsci.com/workshop/KBQC_content.html）的ppt：

喵星大佬

sobereva 发表于 2020-9-24 11:58

这么看起来MN15性能也算不错，高斯里还支持高阶的解析导数