揭秘gview成键判据的尝试（前36号元素）

Uus/pMeC6H4-/キ · 发表于 Post on 2025-5-1 18:21:04

“我做了量子化学计算，为什么结果里某原子和某原子断键了/成单键了/单键多了虚线/...？”很多计算化学新入门者都会这么问。不考虑模型构建、计算设置是否真正合理，问题的关键之一其实在计算结果的可视化软件上，如最常用的GaussView。我在之前制作GaussView片段的一帖如此总结：“GaussView判断成键关系、显示键连的标准是基于简单的原子几何距离的，由此所得化学键仅能提供视觉参考，不保证符合化学常识也不包含其他意义。”这一点社长在谈谈原子间是否成键的判断问题（http://sobereva.com/414）一文的第1节也有提醒。具体而言，这几种情况会判断成键：(1)加载包含原子坐标却未记录连接关系的文件，(2)编辑结构时用Edit - Rebond或Builder - Modify Bond等功能，(3)自定义成键判据并使其生效时。键角、二面角、配位数等更复杂的几何关系，或者八隅律等形式键级数量的经验上限，均不影响形式键级的判断。

上述第(3)点是通过File - Preferences - Custom Bonding Parameters操作的，此面板的列表可定义两种元素之间各种形式键级对应的最大键长，Default Lengths按钮可以启动软件内置的默认值，Zero Lengths可以清零。今利用此功能从6.0.16版提取了从H到Kr的前四周期元素的成键判据，复制粘贴于文本文件如下。

gview_bond_params_36.txt (17.26 KB, 下载次数 Times of downloads: 24)
此文件以tab作为列分隔符，对应原表格的各列内容分别对应是否启用（显示为_NA_，无意义）、元素1（元素符号，下同）、元素2、三键（最大键长，单位埃，下同）、双键、共振键、单键、弱键。值得注意之处有：
(1)任意两个元素都至少存在单键键长上限，而弱键键长上限均为0；
(2)只有碳氮氧硅磷硫两两之间存在形式键级更高的键长上限；
(3)涉及铁和钴的键长数据一致，同理涉及镓、锌、铝的键长数据一致，涉及硒、铜、锰、硅的键长数据一致。

据此可以猜想，软件内置一套原子半径，其中有若干原子半径相同；对任意两种元素，单键键长上限是通过其原子半径之和乘以某个系数统一得到的。目前整理的36种元素仅接近元素周期表的三分之一，而上述文件的整理操作不便自动化，难以获得完整方案；但或许可以通过部分原子半径相同的特征，与既有的文献（如http://sobereva.com/255所提到的）对比，从侧面推断。

liuyuje714 · 发表于 Post on 2025-5-1 18:42:58

我记得应该是Pauling bond order经验公式+UFF共价半径判断形式键级。以前看过高斯 src中有类似的东西，虽然gv好像是另外的公司做的界面，但是本质上大差不差。

slxc920113 · 发表于 Post on 2025-5-2 09:58:18

本帖最后由 slxc920113 于 2025-5-6 22:14 编辑

我写过一套，用在AuToFF程序里面的，还结合了VESTA里面的部分判断阈值，源码在另外一台电脑上，我节后分享一下。

Bond.py (3.11 KB, 下载次数 Times of downloads: 14)

bond.txt (16.63 KB, 下载次数 Times of downloads: 15)

Periodic_Table.py (17.62 KB, 下载次数 Times of downloads: 9)

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