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[ORCA] 使用ORCA和Multiwfn产生UV-Vis和ECD光谱的全过程

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发表于 2019-5-20 07:58:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
今天看见CCL上有人求助完整的绘制ECD光谱的步骤,而且还要求程序是免费的,于是笔者写了一个完整的教程,通过ORCA进行全部计算,然后用Multiwfn绘制UV-Vis和ECD光谱

Simulating UV-Vis and ECD spectra using ORCA and Multiwfn
http://sobereva.com/485

不会装ORCA的话看
量子化学程序ORCA的安装方法
http://sobereva.com/451http://bbs.keinsci.com/thread-11697-1-1.html

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发表于 2019-8-6 22:18:03 | 显示全部楼层
老师,在http://bbs.keinsci.com/thread-2388-1-1.html博文中,gentor扫描方式做分子构象搜索产生的cluster.xyz文件怎么进行下一步的使用ORCA和Multiwfn产生UV-Vis和ECD光谱,直接将cluster.xyz导入到Multiwfn目录下吗?在gentor中已经优化和进行单点能计算了,在Multiwfn中该怎么操作啊?给个教程呗

traj.xyz

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cluster.xyz

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isomers.xyz

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 楼主| 发表于 2019-8-7 01:27:29 | 显示全部楼层
欢乐多 发表于 2019-8-6 22:18
老师,在http://bbs.keinsci.com/thread-2388-1-1.html博文中,gentor扫描方式做分子构象搜索产生的cluster ...

自行把cluster.xyz文件里你要用的那一帧单独提取出来成为含单个结构的.xyz文件,然后载入Multiwfn并产生ORCA输入文件就完了

不懂xyz格式的话看
谈谈记录化学体系结构的xyz文件
http://sobereva.com/477
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发表于 2019-8-7 08:27:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 欢乐多 于 2019-8-7 17:30 编辑
sobereva 发表于 2019-8-7 01:27
自行把cluster.xyz文件里你要用的那一帧单独提取出来成为含单个结构的.xyz文件,然后载入Multiwfn并产生O ...

好的老师,不过还有两个问题。
问题1:因为在gentor扫描方式做分子构象搜索中进行了优化和单点能计算,那么是提取优化产生的cluster.xyz文件中数据还是单点能产生的cluster.xyz文件数据?

问题2:因为在构象搜索中已经进行优化或单点能计算,比如用到老师您大力推荐的! RI-PWPB95 D3 def2-QZVPP def2/J def2-QZVPP/C级别的双杂化泛函和基组,那么进入Multiwfn再次优化是否多余(费时和费力)?是否可以直接进行激发态振动分析,即size=1.28571em]Calculation of excited states?


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 楼主| 发表于 2019-8-8 04:57:42 | 显示全部楼层
欢乐多 发表于 2019-8-7 08:27
好的老师,不过还有两个问题。
问题1:因为在gentor扫描方式做分子构象搜索中进行了优化和 ...

里面的结构都是一样的,只不过经过isostat按照能量排序后顺序可能不一样。比如你要算能量最低的,那显然是取单点产生的cluster.xyz里的第一个结构(这里假定你的单点级别高于opt级别)

如果你都已经用到了双杂化泛函通过molclus+ORCA组合对各个结构算了高精度单点,除非你之后还想用更高的(比如DLPNO-CCSD(T)),否则显然就不需要再算一次单点了。

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发表于 2019-8-8 13:07:49 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2019-8-8 04:57
里面的结构都是一样的,只不过经过isostat按照能量排序后顺序可能不一样。比如你要算能量最低的,那显然 ...

老师,按照博文http://sobereva.com/485计算ECD显示的270nm,而感兴趣的是190-400nm的ECD情况,即使增加计算的态数,还是270nm,是要在TDDFT计算里加关键词吗?
TIM图片20190808123133.jpg
TIM图片20190808123103.png
TIM图片20190808123051.png

TDDFT3.out

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TDDFT2.out

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TDDFT1.out

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发表于 2019-8-8 20:51:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 欢乐多 于 2019-8-8 22:05 编辑
sobereva 发表于 2019-8-8 04:57
里面的结构都是一样的,只不过经过isostat按照能量排序后顺序可能不一样。比如你要算能量最低的,那显然 ...

老师,有些步骤好抽象,问题1:molclus计算单点能后,单点能是E=,是DE=,还是啥?
问题2:在振动分析后,获得几个构象的Thermal correction to Gibbs Free Energy后,而玻尔兹曼DeltaE=啥?

虽然在博文http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html已经说的很详细“E是体系能量,DE是相对于能量最低的构型的相对能量,DGmin是当前构型与与它构型最相近的构型的几何偏差......",但到底还是没有说明哪个是单点能;虽然在多处博文,比如http://sobereva.com/383http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html等,都说到将自由能校正量与单点能相加,得到准确度较好的自由能,然后根据玻尔兹曼公式计算常温下的分布比例,第1个构象的自由能校正能量并不是零 ,相加后,又如何得到第1个构象的DeltaE为零?这个过程,很抽象
TIM图片20190808204545.png
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 楼主| 发表于 2019-8-9 06:15:48 | 显示全部楼层
欢乐多 发表于 2019-8-8 13:07
老师,按照博文http://sobereva.com/485计算ECD显示的270nm,而感兴趣的是190-400nm的ECD情况,即使增加 ...

算的态数越多,额外算出来的态是对应越低波长的区域的,显然增加态数毫无意义
本来就没有270~400nm区域的吸收,你不可能强行让程序算出来
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 楼主| 发表于 2019-8-9 06:18:22 | 显示全部楼层
欢乐多 发表于 2019-8-8 20:51
老师,有些步骤好抽象,问题1:molclus计算单点能后,单点能是E=,是DE=,还是啥?
问题2:在振动分析后 ...

1 显然是E=
2 仔细看此文关于怎么正确计算自由能
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算
http://sobereva.com/327http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html

没有前提下,“能量”一律默认是指的电子能量,仔细看此文了解基本常识
谈谈该从Gaussian输出文件中的什么地方读电子能量
http://sobereva.com/488http://bbs.keinsci.com/thread-13450-1-1.html


一点也不抽象,理清楚基本逻辑
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本帖最后由 欢乐多 于 2019-10-5 23:37 编辑
sobereva 发表于 2019-8-9 06:18
1 显然是E=
2 仔细看此文关于怎么正确计算自由能
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算

老师,您好!
(1)在用molclus构象搜索、优化、振动分析及单点能计算后,尝试再次用molclus调用orca对traj.xyz中的几个构象进行激发态振动分析以得到ECD光谱,itask为0,template.inp文件见附件,您看是否可行?
(2)此外,激发态振动分析的耗时是基态优化振动分析的5-8倍,特别耗时,这种现象您看是否正常?

orca00001.out

116.68 KB, 下载次数: 0

template.inp

245 Bytes, 下载次数: 1

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 楼主| 发表于 2019-10-6 07:12:41 | 显示全部楼层
欢乐多 发表于 2019-10-5 23:21
老师,您好!
(1)在用molclus构象搜索、优化、振动分析及单点能计算后,尝试再次用molclus调用orca对t ...

显然特别耗时,本身激发态计算就远比基态贵得多,更何况ORCA没有TDDFT解析Hessian

算ECD根本就不需要做振动分析。我的文中完全没有提对激发态做振动分析
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发表于 2019-10-6 19:53:36 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2019-10-6 07:12
显然特别耗时,本身激发态计算就远比基态贵得多,更何况ORCA没有TDDFT解析Hessian

算ECD根本就不需要 ...

嗯,是的老师,没有提振动分析,又仔细阅读相关博文http://sobereva.com/265,才知道ECD谱是激发态振子强度的计算结果,那么在molclus中setting.ini中itask设为0是否可以?
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 楼主| 发表于 2019-10-7 07:11:32 | 显示全部楼层
欢乐多 发表于 2019-10-6 19:53
嗯,是的老师,没有提振动分析,又仔细阅读相关博文http://sobereva.com/265,才知道ECD谱是激发态振子强 ...

ECD强度通过转子强度体现。仔细看此文搞清楚原理
使用Multiwfn绘制红外、拉曼、UV-Vis、ECD、VCD和ROA光谱图
http://sobereva.com/224

没测试过。可能可以
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