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[综合交流] 如何设置体系自旋多重度

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看标题,这是一个应该发布在 简单量子化学问题答疑专帖 里面的内容。
但是这个真的对于我来说非常重要且困难,所以就单独发帖了。
还请大家多多提自己的看法。

曾经一个交流群里面的一个搞计算的博士问我:为什么我的体系设置自旋多重度为1总是报错,设置为2的时候就能运行?
那人没在群里发言过,就是逮着谁正在群里说话就直接问了。
和他聊了半天才知道,他不知道啥是自旋多重度,就是每次计算都写1就能算,MS……

这个对自旋多重度很懵的状态应该很多没系统学过量化的人都有。
这个真的很基础很重要,但也确实不好办。

我目前对自旋多重度的了解有下面这些。
1)自旋多重度=阿尔法电子数-beta电子数+1
2)不同自旋多重度下优化体系能量,能量最低的对应基态自旋多重度。写错了自旋多重度算出来的情况是激发态的。
3)体系总电子数是奇数,必定是有单电子,自旋多重度是偶数。偶数时自旋多重度为奇数。

个人的感受
1)普通有机分子真的好算
2)涉及到轨道简并,自由基什么的,就开始头疼了
3)过渡金属就是噩梦,多个过渡金属的配合物更是噩梦中的噩梦。


我的解决方法
1通常算有机分子很简单直接就过去了
2自由基,酸根离子之类的,也还能够正常想出来
3遇到过渡金属的元素,就只能从1,3,5,7 ......这样开始算了,基本都是算个大概10个不同的选择才放心(请原谅我的笨拙,因为真的只会这个了,在我理论知识判断不了的时候。我的大部分计算机时都是浪费在这个上面。)
4有位大神和我演示过晶体场论判断自旋多重度的例子,但是限于知识限制,我并没有办法举一反三。

我想寻求大家的解决途径,你们是怎么设定的,有什么技巧吗?
我想象中的是,大家仔细分析了每个金属的成键方式,画出了轨道图,然后计算出自旋多重度是多少。
对于还有多个金属原子的分子 如果用我的笨办法找自旋多重度,那么自旋多重度会随着过渡金属原子数量的增多而需要尝试更多种的自旋多重度吗?(这句描述很生硬,不知道是不是很影响理解)
那些伪创新文章,动辄就用第六第七周期的元素来强行制造新意,真的好奇他们是如何找到的。

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是mumu啊 + 1 谢谢分享

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2018-5-10 15:57:38 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 ABetaCarw 于 2018-5-10 15:59 编辑

发帖时候提醒有违规词汇,然后找了半天发现好像是“逻辑”这句敏感了
恍惚月余,深谙人与人之间的差距。以后还应努力学习,才能与强者比肩。

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发表于 Post on 2019-7-1 16:57:17 | 只看该作者 Only view this author
我最近也在研究基态自旋多重度的计算

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发表于 Post on 2019-7-1 16:58:06 | 只看该作者 Only view this author
对于Fe2O3这种,只能去试吗?

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发表于 Post on 2019-11-30 10:56:42 | 只看该作者 Only view this author
自旋多重度真的头疼....我目前就是尝试不同的数,根据结果收敛/不收敛,收敛的话能量差异来判断是否是想要的结构....

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发表于 Post on 2019-11-30 19:02:01 | 只看该作者 Only view this author
zbc201011 发表于 2019-11-30 10:56
自旋多重度真的头疼....我目前就是尝试不同的数,根据结果收敛/不收敛,收敛的话能量差异来判断是否是想要 ...

同感,尤其我算过渡金属,每次从1或2(根据电子数)开始算,算好几个。。。然后对比出能量最低的

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发表于 Post on 2019-12-1 04:38:49 | 只看该作者 Only view this author
我遇上过最恶心的是一个纯有机的体系,对称破缺单重态的。结果,“guess=mix”得到的波函数其实是不稳定的。我是过了很长时间后偶然间一时性起,拿来“stable=opt”一下,才发现了这个问题。

还好我遇上的其他的纯有机的对称破缺单重态的体系用“guess=mix”没有出过问题。

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发表于 Post on 2019-12-1 10:03:32 | 只看该作者 Only view this author
Daniel_Arndt 发表于 2019-12-1 04:38
我遇上过最恶心的是一个纯有机的体系,对称破缺单重态的。结果,“guess=mix”得到的波函数其实是不稳定的 ...

这个在过渡金属里十分常见,因此建议大家在寻找对称破缺解的时候,stable=opt应该成为默认标配。我也找到过发表文章里用高斯算的,重复出来的能量其实是不稳定的,作者不知道。我继续优化得到稳定的波函数,再做结构优化,结构都变了,相差不小呢。

我也测试过有机体系,确实很多时候单单guess=mix就够了,不过稳妥起见,寻找对称破缺解的时候我都是stable=opt。
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发表于 Post on 2019-12-1 10:05:45 | 只看该作者 Only view this author
阿锋001 发表于 2019-11-30 19:02
同感,尤其我算过渡金属,每次从1或2(根据电子数)开始算,算好几个。。。然后对比出能量最低的

其实你这是标准的、合理的做法。对于一个新的结构,没有额外实验信息辅助的情况下,只能这么搞。多算几个,比较能量最低的。
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发表于 Post on 2020-4-9 18:38:26 | 只看该作者 Only view this author
阿锋001 发表于 2019-11-30 19:02
同感,尤其我算过渡金属,每次从1或2(根据电子数)开始算,算好几个。。。然后对比出能量最低的

如果是金属氧化物呢……是不是也是类似的操作啊?

谢谢

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发表于 Post on 2020-4-9 20:31:48 | 只看该作者 Only view this author
rabbitkiller 发表于 2020-4-9 18:38
如果是金属氧化物呢……是不是也是类似的操作啊?

谢谢

金属氧化物也分好多种,你想说过渡金属氧化物?两三个原子的话,还是要试试不同的自旋多重度。原子数多了就是噩梦。
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发表于 Post on 2020-4-10 07:17:53 | 只看该作者 Only view this author
“计算不同自旋多重度下体系优化后的能量…”
关于这一句,如果是一个未知体系,比如一小簇金属,是不是应该针对每种自旋多重度去做几何优化,然后再计算单点能?还是如果金属簇是根据实际晶体结构建立的,就不用做几何优化,直接尝试在不同自旋多重度下算单点能?

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发表于 Post on 2020-4-10 07:21:07 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2019-12-1 10:05
其实你这是标准的、合理的做法。对于一个新的结构,没有额外实验信息辅助的情况下,只能这么搞。多算几个 ...

我是想用簇模型跑跑界面上的反应,比如铜簇或者氧化铜簇,用晶体延展出一个大簇,然后删除部分原子,最后形成要研究的那个面。接下来如果要做几何优化,或者计算单点能,就要输入自旋多重度了…然后就抓瞎了…

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发表于 Post on 2020-4-10 16:42:24 | 只看该作者 Only view this author
对于稀土氧团簇来说,抗磁的Y、La, 和带大量自旋的Gd往往拥有同样的最红构型,所以说, 自选多重度的设置对几何构型优化的影响大吗?

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发表于 Post on 2021-11-7 09:06:59 | 只看该作者 Only view this author
zjxitcc 发表于 2019-12-1 10:05
其实你这是标准的、合理的做法。对于一个新的结构,没有额外实验信息辅助的情况下,只能这么搞。多算几个 ...

老师,如果通过比较单点能来确定自旋多重度的时候,当自旋多重度为2,4的时候能算出单点能,但是在自旋多重度为6的时候提示不收敛。是不是就可以认为自旋多重度为6的时候不适合当前这个体系呢?(整个物质先进行的粗糙单点能的比较)   

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