天然高分子材料吸附有机染料计算过程中泛函与基组的选择

taotaoguo

我计划进行天然高分子片段吸附有机染料的计算，已经在论坛与博客中阅读了sob老师一些对于泛函与基组选择的相关文章，但是仍有以下疑惑，恳请各位老师答疑解惑：1.对于泛函的选择，材料吸附过程当中主要是由正负电荷的吸引而造成的吸附，同时天然高分子中含有大量分子内氢键，请问是否这个时候选择m062x用于优化以及能量计算，其结果是更优于b3lyp的？
2.由于m062x计算LUMO以及HOMO会使其值偏高，是否在计算这部分数据时应该改用b3lyp？如果进行改用，是否会引起审稿过程中不必要的麻烦？
3.在基组的选择方面，使用ma-def-TZVP进行结构优化及振动分析，使用ma-def2-TZVPP进行能量计算是否合理？
4.我未能找到def2系列基组的详细介绍，请问有没有相关的资料可供学习？
5.吸附过程主要是由吸附剂阴离子与吸附质阳离子在水溶液当中的吸附，我是否还需要进行真空环境下的结构优化和能量计算？对于阴离子与阳离子，真空环境下的计算是否是没有意义的呢？

exity

1 优化M062X不会优于B3LYP-D3，能量会。
2 会引起不必要的麻烦，尤其是从M062X换回B3LYP的时候，因为一般情况下大家认为M062X比B3LYP更sophisticated，换回B3LYP有凑数据的嫌疑。
3 除非体系带负电，一般情况下ma-函数在优化的时候不是必要的，合理。（算力允许的情况下，可以使用双杂化+4zeta基组算能量，或着更高级的方法，例如CCSD(T)）
4 http://sobereva.com/336, 除此之外还能看原文http://dx.doi.org/10.1039/B508541A，http://dx.doi.org/10.1039/B515623H，在我看来如果只是实验组加一些计算的数据到文章里，是没有必要了解这种相对底层的信息的。
以上如有疏漏，请论坛里其他老师批评指正。

taotaoguo

exity 发表于 2022-5-29 10:52
1 优化M062X不会优于B3LYP-D3，能量会。
2 会引起不必要的麻烦，尤其是从M062X换回B3LYP的时候，因为一般 ...

非常感谢老师的回答，那么我所有计算均使用m062x是没有问题的吧，请问会不会因为HOMO及LUMO的计算而遭到质疑？

exity

taotaoguo 发表于 2022-5-29 11:18
非常感谢老师的回答，那么我所有计算均使用m062x是没有问题的吧，请问会不会因为HOMO及LUMO的计算而遭到 ...

不知道你具体的分子结构，一般M06-2x是可以的

taotaoguo

exity 发表于 2022-5-29 11:28
不知道你具体的分子结构，一般M06-2x是可以的

好的，非常感谢

sobereva

优化建议用B3LYP-D3(BJ)，比M06-2X便宜得多，还更容易几何优化收敛、不容易出小虚频

有机体系HOMO、LUMO能量一般建议用B3LYP算，尤其是HOMO-LUMO gap看此文
正确地认识分子的能隙(gap)、HOMO和LUMO
http://sobereva.com/543（http://bbs.keinsci.com/thread-16758-1-1.html）
用M06-2X也不是不可以，但绝对数值会和B3LYP有显著差异，但没法说谁更准确，本来就没有唯一的参照标准。

算结合能的时候可以刻意再改用M06-2X，这说得通，通常精度会好一点。

对于opt freq，如果阴离子的负电荷不是很集中，用6-311G**优化足矣。如果在某处比较集中，对这部分原子带上弥散也就足够了。所有原子都用ma-def2-TZVPP太昂贵。计算结合能的时候可以都用ma-def2-TZVPP。

离子体系在极性溶剂中一般都建议带着溶剂模型优化。

taotaoguo

sobereva 发表于 2022-5-30 05:10
优化建议用B3LYP-D3(BJ)，比M06-2X便宜得多，还更容易几何优化收敛、不容易出小虚频

有机体系HOMO、LUMO ...

非常感谢老师的回答，主要是我对计算完全不熟悉，改用泛函的话被审稿人问起来实在是不会回答，所以才想只使用一种泛函