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[Multiwfn功能更新] Multiwfn已支持计算任意轨道的pi成份

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发表于 2019-5-5 16:26:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
之前笔者在下文中专门介绍过Multiwfn的自动识别pi轨道的功能,对于研究pi电子结构非常有用
在Multiwfn中单独考察pi电子结构特征
http://sobereva.com/432http://bbs.keinsci.com/thread-10610-1-1.html

今日在官网http://sobereva.com/multiwfn更新的Multiwfn 3.6(dev)中对这个功能进行了扩展,现在已经可以自动计算任意轨道的pi成份。具体来说,对于一个给定的体系,先用Multiwfn的轨道定域化功能产生定域化轨道(LMO),然后进入pi轨道识别功能判断出pi型LMO,然后用户提供一个含有当前体系的其它轨道的文件(比如含有MO、NTO、自然轨道等都可以),这个文件里的轨道将会向被指认为pi型的LMO进行投影,那些pi型LMO对某个轨道的贡献就是这个轨道的pi成分了。这思路很简单,经过实测发现效果非常理想,下面是一个例子,cycloheptatriene:
1.png
可见轨道图形和pi成份对应很好。比如MO23,在一些C-C键轴上,以及好几个氢上都有显著等值面,和pi特征无关,因此MO23的pi成份不算特别大。而MO25肉眼一看就知道几乎都是pi特征的等值面,这是为什么算出来的它的pi成份很大。


此方法的原理在最新版Multiwfn手册3.100.22节有详细介绍,在手册4.100.22节给了计算出上图结果的具体例子。

这个功能用处很大。比如之前笔者介绍过AICD这个方法,见
使用AICD 2.0绘制磁感应电流图
http://sobereva.com/294http://bbs.keinsci.com/thread-1270-1-1.html
对于pi芳香性体系,我们考察AICD的时候往往都是想考察pi轨道产生的环电流,这需要在Gaussian输入文件里给定pi分子轨道编号,然而当体系比较大时,一方面一个一个看图挑pi轨道费劲,另一方面,当体系扭曲比较显著的时候,往往存在显著的sigma与pi的混合,有时候没有个客观的选取pi轨道的标准。而利用Multiwfn的这个功能,就可以定义一个阈值,比如80%,只把pi成份高于这个阈值的分子轨道列出来,然后用于AICD的pi环电流的计算,此时就没有什么含糊性了。

再比如,我们讨论电子激发问题的时候,用Multiwfn可以做NTO分析,使得电子激发往往能够通过一对NTO轨道的跃迁来描述,见
使用Multiwfn做自然跃迁轨道(NTO)分析
http://sobereva.com/377http://bbs.keinsci.com/thread-5980-1-1.html
用上面介绍的功能考察NTO的pi成分的话,我们就可以在文章中给出跃迁涉及的NTO轨道的pi成份,从而讨论跃迁的pi特征。

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发表于 2019-5-5 17:07:55 来自手机 | 显示全部楼层
支持! 不知道能否处理过渡金属与配体之间的pi成键,比如CO的pi*对金属d轨道的反馈pi键?

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发表于 2019-5-5 18:49:04 | 显示全部楼层
请问 这个方法是不是默认被挑选出来的LMO轨道是100%的Π轨道
会不会有LMO自己的的Π含量不纯的情况?

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发表于 2019-5-5 18:51:55 | 显示全部楼层
granvia 发表于 2019-5-5 17:07
支持! 不知道能否处理过渡金属与配体之间的pi成键,比如CO的pi*对金属d轨道的反馈pi键?

你这个问题直接用LMO就可以观察,好像用不到这个功能。。

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 楼主| 发表于 2019-5-6 09:15:28 | 显示全部楼层
granvia 发表于 2019-5-5 17:07
支持! 不知道能否处理过渡金属与配体之间的pi成键,比如CO的pi*对金属d轨道的反馈pi键?

这是CDA范畴的
使用Multiwfn做电荷分解分析(CDA)、绘制轨道相互作用图
http://sobereva.com/166
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 楼主| 发表于 2019-5-6 09:16:16 | 显示全部楼层
ggdh 发表于 2019-5-5 18:49
请问 这个方法是不是默认被挑选出来的LMO轨道是100%的Π轨道
会不会有LMO自己的的Π含量不纯的情况?

扭曲的体系,LMO也不是100%纯的pi,但一般来说可以认为近乎100%(不放心可以肉眼再看一下等值面),所以就把它当做纯的pi来判断其它类型轨道了
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发表于 2019-5-6 18:22:17 来自手机 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2019-5-6 09:15
这是CDA范畴的
使用Multiwfn做电荷分解分析(CDA)、绘制轨道相互作用图
http://sobereva.com/166

不是这个意思。我的意思是,金属配合物的分子轨道中能否实现自动sigma, pi(甚至delta)对称性的分离

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 楼主| 发表于 2019-5-7 08:14:53 | 显示全部楼层
granvia 发表于 2019-5-6 18:22
不是这个意思。我的意思是,金属配合物的分子轨道中能否实现自动sigma, pi(甚至delta)对称性的分离

delta不行
这个算法自动识别配合物的pi分子轨道应该没问题(我没测试过)
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发表于 2019-5-14 11:25:20 | 显示全部楼层
Sobereva 老师,请问在获取体系的LMO后,如何得到pi成分在MO中的百分比。
我目前在手册4.100.22中没有看到这一部分的描述。

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 楼主| 发表于 2019-5-14 20:01:03 | 显示全部楼层
张含宇 发表于 2019-5-14 11:25
Sobereva 老师,请问在获取体系的LMO后,如何得到pi成分在MO中的百分比。
我目前在手册4.100.22中没有看到 ...

手册太老,看最新的。怎么计算手册里写明了。注意看清楚程序和手册的发布日期
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发表于 2019-5-15 20:57:29 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2019-5-14 20:01
手册太老,看最新的。怎么计算手册里写明了。注意看清楚程序和手册的发布日期

找到了最新的手册,谢谢您
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