请教有机物材料折射率的预测方法

xaomidaxue · 发表于 Post on 2019-1-22 18:29:56

根据Lorentz-Lorenz公式（如图1所示）有机材料材料折射率n可以通过2种方法进行计算：1、根据公式1-1，折射率可以通过计算摩尔折射率和摩尔密度，然后求得折射率。
2、可以通过计算摩尔折射率和摩尔体积，然后求得折射率。

摩尔折射率的计算，搜了了一下网上的资料，有原子贡献法、基团贡献法和化学键贡献法等进行计算。有些还结合QSPR等方法，但是，不知道这些方法是否可靠，因为涉及不同的体系。

如果计算摩尔密度，根据sober老师的帖子http://sobereva.com/337，可以通过计算分子的摩尔密度，但是不知道这个摩尔密度和实验的密度是否具有可比较性。
或者计算摩尔体积，根据sober老师的帖子http://sobereva.com/102，可以计算分子的摩尔体积，但是老师说这个摩尔体积和实验测试的不是一个性质的东西。

由于也是刚接触，有些不太明白，请教老师，这个摩尔折射率的计算有没有比较合适的方法，同时计算折射率的话，是计算摩尔密度还是计算摩尔体积得到的数值，代入公式得到的结果会好一些。

谢谢！

xaomidaxue · 发表于 Post on 2019-1-23 21:12:59

不要沉啊，有大神可以评论一下我的想法靠谱么？
非常感谢！

ChunLinX · 发表于 Post on 2019-8-19 10:47:19

请问楼主找到解决方法了吗？能不能分享一下折射率的计算方法？谢谢！

sobereva · 发表于 Post on 2019-8-19 11:13:22

摩尔密度通过动力学就能跑出来。根据盒子体积，自然也就知道了摩尔体积

http://sobereva.com/102里说的只是单分子体积怎么算，经验预测实际摩尔体积是这篇文章里的事：
使用Multiwfn预测晶体密度、蒸发焓、沸点、溶解自由能等性质
http://sobereva.com/337（http://bbs.keinsci.com/thread-3571-1-1.html）

下面是一种可参考的计算方法

wuyiyyyy · 发表于 Post on 2020-8-4 09:36:09

sobereva 发表于 2019-8-19 11:13
摩尔密度通过动力学就能跑出来。根据盒子体积，自然也就知道了摩尔体积

http://sobereva.com/102里说的 ...

老师您好，我们重复了一下这个方法。
用MS在NPT系综下跑动力学得到分子的无定型态密度
用b3lyp/6-31g(d)优化化分子的几何结构，再用#p b3lyp/6-31g(d) polar geom=connectivity算极化体积
带到ppt的公式，10个分子的实测和预测的折射率拟合度有0.8，还是很可以的。

我们想预测波长450nm下的折射率，有没有方法进一步改进？
不同波长下的折射率是不一样的，极化率计算要不要考虑波长呢？
谢谢您

sobereva · 发表于 Post on 2020-8-9 04:14:54

wuyiyyyy 发表于 2020-8-4 09:36
老师您好，我们重复了一下这个方法。
用MS在NPT系综下跑动力学得到分子的无定型态密度
用b3lyp/6-31g(d ...

基组不带弥散函数，算出来的极化率纯粹是笑话。
仔细看
谈谈量子化学中基组的选择
http://sobereva.com/336（http://bbs.keinsci.com/thread-3545-1-1.html）

可以算动态极化率，这里说了
使用Multiwfn分析Gaussian的极化率、超极化率的输出
http://sobereva.com/231
使用Multiwfn基于完全态求和(SOS)方法计算极化率和超极化率
http://sobereva.com/232

wuyiyyyy · 发表于 Post on 2020-8-10 17:27:21

密度可以用分子量除以分子体积，我这里算的比动力学靠谱，而且成本特低。

sobereva · 发表于 Post on 2020-8-17 09:31:13

分子量除以分子体积计算密度的做法缺乏普适性，精度大多数情况下绝对比不上以恰当方式跑基于经典力场的动力学，本来密度就是动力学上很容易模拟准确的量。
不同类型分子之间相互作用不同，不同相互作用导致范德华表面被穿透程度存在极大差异，更何况范德华表面定义方式也不唯一

Rashad_Lin · 发表于 Post on 2021-1-22 10:45:29

sobereva 发表于 2019-8-19 11:13
摩尔密度通过动力学就能跑出来。根据盒子体积，自然也就知道了摩尔体积

http://sobereva.com/102里说的 ...

sob老师你好，请问这里的极化率体积是怎么算的呢？

sobereva · 发表于 Post on 2021-1-22 12:20:12

Rashad_Lin 发表于 2021-1-22 10:45
sob老师你好，请问这里的极化率体积是怎么算的呢？

Multiwfn输出极化率的时候直接告诉你极化率体积，即下文3.1节输出例子里的Isotropic average polarizability volume:
使用Multiwfn分析Gaussian的极化率、超极化率的输出
http://sobereva.com/231

Rashad_Lin · 发表于 Post on 2021-1-22 13:37:43

sobereva 发表于 2021-1-22 12:20
Multiwfn输出极化率的时候直接告诉你极化率体积，即下文3.1节输出例子里的Isotropic average polarizabil ...

感谢~

Medivan · 发表于 Post on 2022-2-20 13:04:38

sobereva 发表于 2019-8-19 11:13
摩尔密度通过动力学就能跑出来。根据盒子体积，自然也就知道了摩尔体积

http://sobereva.com/102里说的 ...

老师，图中乙醇密度单位是不是标错了？g/cm-3，不是kg/m3

sobereva · 发表于 Post on 2022-2-20 17:16:16

Medivan 发表于 2022-2-20 13:04
老师，图中乙醇密度单位是不是标错了？g/cm-3，不是kg/m3

应为0.7893E3 kg/m^3

Medivan · 发表于 Post on 2022-2-23 20:47:40

sobereva 发表于 2019-8-19 11:13
摩尔密度通过动力学就能跑出来。根据盒子体积，自然也就知道了摩尔体积

http://sobereva.com/102里说的 ...

老师好，请问当高斯算polar任务时没有指定任何频率关键词时，算出来的极化率是零频率下的极化率，那此处通过公式计算出来的折射率是对应于零频率下的折射率。但没有频率的波就不是波了，会有对应的折射率存在吗，还是说零频率下的折射率值只是个理论上存在而没有实际物理意义的值？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2022-2-23 21:57:45

Medivan 发表于 2022-2-23 13:47
老师好，请问当高斯算polar任务时没有指定任何频率关键词时，算出来的极化率是零频率下的极化率，那此处 ...

可以理解为频率趋于0时折射率的极限。
另外注意当频率非常接近0（例如THz量级或更小）时，分子取向对极化率的贡献不可忽略，而polar只能计算极化率的电子项。如果关心频率很小（或为0）时的总极化率，还应该做分子动力学模拟，得到分子取向对极化率的贡献，方法参见https://mattermodeling.stackexch ... ielectric-constants

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