计算HOMO和LUMO有什么用？

赵云跳槽 · 发表于 Post on 2021-4-29 14:05:52

本人在跟学生讲解分子轨道时，随带提了一下HOMO，LUMO，然后就被问为何要计算HOMO、LUMO轨道，计算HOMO和LUMO轨道能够说明什么问题？
我一时就被问懵了，就只知道
（1）计算HOMO和LUMO，在电子激发过程中，如果是HOMO到LUMO主导，那么看HOMO和LUMO轨道能够说明跃迁是CT还是LE；
（2）Koopmans定理认为VIP ≈ -E(HOMO)
（3）分子的共轭情况，同类型分子，共轭越大，gap越小
当然，计算HOMO和LUMO绝对不止这些用途，各位网友也请说说，你计算过HOMO和LUMO说明过什么问题？

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-4-29 15:02:21

http://bbs.keinsci.com/thread-600-1-1.html和http://bbs.keinsci.com/thread-16758-1-1.html
其实我觉得如果问到有什么用，那就把问题里提及的“说明跃迁是CT还是LE”“VIP ≈ -E(HOMO)”“共轭越大，gap越小”这些在具体化学现象中的体现给细讲一下，可能会让学生理解更深刻

Altair · 发表于 Post on 2021-4-29 17:25:35

前线分子轨道有的时候也可以用来证明反应发生的可能性吧？（尽管不如福井函数或者双描述符等靠谱）
比如LUMO可能和亲核性有关，HOMO和亲电性有关

lw198 · 发表于 Post on 2021-5-1 04:41:07

用TDDFT算自由基阳离子阴离子的时候要用HOMO LUMO 看每个激发态的gap
然后就是配体场理论里面d电子层很多就是算的HOMO LUMO的gap 看反应活性

zjxitcc · 发表于 Post on 2021-5-1 10:14:19

lw198 发表于 2021-5-1 04:41
用TDDFT算自由基阳离子阴离子的时候要用HOMO LUMO 看每个激发态的gap
然后就是配体场理论里面d电子层很多 ...

“看每个激发态的gap”此话有歧义，TDDFT下高斯fch或log文件里的HOMO-LUMO gap是基态DFT的，TD并不能给出激发态HOMO或LUMO，自然也就没有“激发态的gap”一说。

lw198 · 发表于 Post on 2021-5-1 18:40:24

zjxitcc 发表于 2021-5-1 10:14
“看每个激发态的gap”此话有歧义，TDDFT下高斯fch或log文件里的HOMO-LUMO gap是基态DFT的，TD并不能给出 ...

哦好的，想起来了，确实只给了基态轨道，以及激发态参数

PengyueJin · 发表于 Post on 2022-12-27 10:23:56

您好，关于您说的第二条，"看HOMO和LUMO轨道能够说明跃迁是CT还是LE"能解释一下吗，

zhou_yin · 发表于 Post on 2026-1-10 23:26:42

zjxitcc 发表于 2021-5-1 10:14
“看每个激发态的gap”此话有歧义，TDDFT下高斯fch或log文件里的HOMO-LUMO gap是基态DFT的，TD并不能给出 ...

老师好，想请问一下，"TDDFT下高斯fch或log文件里的HOMO-LUMO gap是基态DFT的，TD并不能给出激发态HOMO或LUMO"，那是不是如果我想获得HOMO，LUMO的轨道分布情况/HOMO、LUMO gap，也可以用td计算得到的fchk在multiwfn里获取呢？

sobereva · 发表于 Post on 2026-1-11 07:29:38

zhou_yin 发表于 2026-1-10 23:26
老师好，想请问一下，"TDDFT下高斯fch或log文件里的HOMO-LUMO gap是基态DFT的，TD并不能给出激发态HOMO或 ...

可以
但如果你的目的仅仅是获得这个，算基态单点就够了，没必要花TDDFT的耗时

zhou_yin · 发表于 Post on 2026-1-11 10:43:42

sobereva 发表于 2026-1-11 07:29
可以
但如果你的目的仅仅是获得这个，算基态单点就够了，没必要花TDDFT的耗时

好的好的，万分感谢sob老师回复

zjxitcc · 发表于 Post on 2026-1-11 11:05:14

zhou_yin 发表于 2026-1-10 23:26
老师好，想请问一下，"TDDFT下高斯fch或log文件里的HOMO-LUMO gap是基态DFT的，TD并不能给出激发态HOMO或 ...

可以。你将看到的是基态DFT的HOMO-LUMO gap。

zhou_yin · 发表于 Post on 2026-1-12 15:38:51

zjxitcc 发表于 2026-1-11 11:05
可以。你将看到的是基态DFT的HOMO-LUMO gap。

万分感谢

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