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[量化理论] 求简单科普wb97家族

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发表于 2020-8-23 04:22:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 michaelm 于 2020-8-23 04:33 编辑

各位能不能给我简单介绍一下这个家族?

1)能否点评一下wb97x-v,wb97x-d,wb97m-v,都什么区别,有什么明显的优劣?

2)gamess,orca,q-chem这些里的wb97x-d我看手册都是wb97x加上dft-d修正,也就是和高斯里用EmpiricalDispersion关键词来加上dft-d修正一样。但是gaussian里是wb97xd,并不像其他的泛函一样用EmpiricalDispersion关键词。gaussian里的这个wb97xd和其他的wb97x-d有什么不一样?实际应用上,我发现对于金原子,高斯里的wb97xd是可以用的,但是其他软件里的wb97x-d都会提示对于金原子没有相应的dft-d参数,必须用wb97x-d3。是不是高斯里的wb97xd其实是d3?

谢谢指点。

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发表于 2020-8-23 10:52:16 | 显示全部楼层
高斯官方手册讲了wb97xd的d是什么,见http://gaussian.com/dft页面Empirical Dispersion选项卡
欢迎关注“量子化学”公众号,也欢迎投稿。

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发表于 2020-8-23 11:54:10 | 显示全部楼层
https://www.tandfonline.com/doi/ ... 268976.2017.1333644

Narbe Mardirossian & Martin Head-Gordon, Thirty years of density functional theory in computational chemistry: an overview and extensive assessment of 200 density functionals. Molecular Physics, DOI: 10.1080/00268976.2017.1333644

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发表于 2020-8-23 20:59:40 | 显示全部楼层
wB97XD是08年蔡政达和Head-Gordon搞的,之后还搞了双杂化泛函wB97X-2(2009年)。蔡政达后来回台湾了,又搞了wB97X-D3(用的DFT-D3(0),2013年)。wB97X-V(2014年)和wB97M-V(2016年)和是Head-Gordon和他学生Mardirossian搞的;此外,他俩还搞了纯泛函B97M-rV(2017年)和双杂化泛函wB97M(2)(2018年)。还另有其他人搞了wB97X-D3(BJ)。

上述的杂化泛函中,整体精度:wB97M-V>=wB97X-V>wB97X-D3>=wB97XD

wB97M-V是双杂化泛函以外的最顶级泛函(至少对主族而言),不少情况甚至超过双杂化泛函当中中庸的。但wB97M-V和wB97X-V由于都带VV10色散校正,没有解析梯度,所以最大不足是不适合做几何优化(可以用wB97XD或者wB97X-D3代替),而且实现相对复杂。

对于过渡金属谨慎使用wB97系列,因为此系列主要对主族参数化。但也有测试文章发现wB97M-V算过渡金属相关能量问题的结果也很好,见J. Chem. Theory Comput., 15, 3610 (2019),但这方面有待更多更广泛的测试。

这些泛函在此文里也有相关介绍
详谈Multiwfn产生ORCA量子化学程序的输入文件的功能
http://sobereva.com/490http://bbs.keinsci.com/thread-13560-1-1.html
简谈量子化学计算中DFT泛函的选择
http://sobereva.com/272http://bbs.keinsci.com/thread-536-1-1.html

由于wB97M-V整体(但不是所有项目都)强于wB97X-V,所以一般没必要用wB97X-V。但我在研究18碳环二聚体时发现wB97M-V结合QZ基组经常SCF非常难收敛,所以碰到特殊情况可以用wB97X-V凑合代替。

wB97XD绝对不是wB97X简简单单加上DFT-D2那么简单,泛函本身的参数也有明显不同,仔细看原文便知,不要靠猜。

wB97XD就一个定义,在所有程序里都一样,Gaussian里的实现没有任何特殊性。

“高斯里的wb97xd其实是d3”显然是错的。Gaussian里没有任何泛函结尾是D的但实际用的是D3。末尾直接是D的一律都是带D2的,如B97D、B2PLYPD、mPW2PLYPD,而带D3的一律末尾都是明确写的D3,如B97D3、B2PLYPD3。

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发表于 2020-8-25 02:22:01 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2020-8-23 20:59
wB97XD是08年蔡政达和Head-Gordon搞的,之后还搞了双杂化泛函wB97X-2(2009年)。蔡政达后来回台湾了,又搞 ...

补充说明一点,Q-Chem里的VV10是有解析梯度的(https://manual.q-chem.com/5.3/sect_VV10.html),在开发这些泛函时就测试了二聚体的平衡距离等等

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发表于 2020-8-25 02:31:23 | 显示全部楼层
myzpku 发表于 2020-8-25 02:22
补充说明一点,Q-Chem里的VV10是有解析梯度的(https://manual.q-chem.com/5.3/sect_VV10.html),在开发这 ...

我是以ORCA角度说的
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喵星人

发表于 2020-8-26 13:06:55 | 显示全部楼层
金属有机反应计算里面wB97X-V是普通杂化泛函里最好的了,不过那时候没测wB97M-V

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 楼主| 发表于 2020-8-27 05:28:07 | 显示全部楼层
非常感谢大家的指点,学到不少。这两天研究了一下,几点和大家分享一下:

1)wB97XD用的是D2的模式,但是阻尼形式和D2D3都不一样,所以没法像其他泛函一样统一,只能单独列出来。
2)DFT-D2原来只到54号元素(Xe),所以原来的wB97XD也只到54号元素,q-chem里就是如此。我问高斯为什么他们的wB97XD一直到86号元素(Rn),被告知这些重元素的参数应该是从Grimme组里拿到的,但是好像从来没有公开发表过。有些将信将疑。
3)wB97X-D3(BJ)和wB97XD以及wB97X-D3不一样,后二者都是在wB97X基础上的修正,但是wB97X-D3(BJ)是对wB97X-V的修正。名字比较有迷惑性,要小心些。

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发表于 2020-8-27 05:32:46 | 显示全部楼层
michaelm 发表于 2020-8-27 05:28
非常感谢大家的指点,学到不少。这两天研究了一下,几点和大家分享一下:

1)wB97XD用的是D2的模式,但 ...

wB97X-D3(BJ)绝不是对wB97X-V的修正。前者比后在计算弱相互作用方面精度还差,好处是避免了用更昂贵的VV10校正。这个提出目的在其原文J. Chem. Theory Comput., 14, 5725 (2018)的摘要里就已经体现了。


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