单晶结构可以通过优化得到吗？

万卷书万里路 · 发表于 Post on 2015-11-23 11:28:25

一直以为某个分子的单晶结构是通过长晶体、测XRD、解谱，然后才得到的，从CCDC库里下载看到，可是看到一篇文献里这样说：

The crystal structure of complex 3 is obtained from the online Cambridge Crystallographic DataCentre.

Thecrystal structures of complexes 1, 2, and 4 are optimized from complex 3.

The optimization is carried out using planewave VASP package

优化的得到的不是作者自己猜的吗，也有.cif文件可以看到，那这个单晶文件能认为是实际的吗，还是只能算猜测的，不准？

或者说，我们想得到某个分子的单晶都不用去测XRD了，优化一下，然后自己能得到晶体结构、堆积方式等信息？

文章：dx.doi.org/10.1021/jp306311v | J. Phys. Chem. C 2012, 116, 19197−19202

xpyp · 发表于 Post on 2015-11-23 14:59:56

还是得靠实验，模型始终只是个模型。

女神的兔子 · 发表于 Post on 2015-11-23 15:27:38

啊。。。计算的事情要看你研究的是什么如果他这篇文章目的就是单晶结构能通过计算得到那一定是不可能的计算都是为了能自圆其说他这么建模能最后能说明他的问题即可

sobereva · 发表于 Post on 2015-11-23 19:21:14

晶体结构是可以理论预测的

你提到的文章我没看，如果这四个复合物有很强类似性，那么在复合物3的实验晶体结构基础上进行修改成为其它复合物，然后做优化，得到的理论晶体结构也是靠谱的。

万卷书万里路 · 发表于 Post on 2015-11-23 23:35:18

sobereva 发表于 2015-11-23 19:21
晶体结构是可以理论预测的

你提到的文章我没看，如果这四个复合物有很强类似性，那么在复合物3的实验晶 ...

恩，这四个复合物就是把杂原子替换了，其余结构都一样。那请问老师，理论晶体结构是不是可以写类似高斯输入文件的坐标的那种形式写出来，用encifer打开？有没有介绍写法的资料呢

万卷书万里路 · 发表于 Post on 2015-11-23 23:36:44

女神的兔子发表于 2015-11-23 15:27
啊。。。计算的事情要看你研究的是什么如果他这篇文章目的就是单晶结构能通过计算得到那一定是不 ...

恩，谢谢！

女神的兔子 · 发表于 Post on 2015-11-23 23:44:48

sobereva 发表于 2015-11-23 19:21
晶体结构是可以理论预测的

你提到的文章我没看，如果这四个复合物有很强类似性，那么在复合物3的实验晶 ...

老师好，像您说的这种条件下理论晶体结构和实际晶体结构比较有没有博文

liyuanhe211 · 发表于 Post on 2015-11-23 23:59:15

万卷书万里路发表于 2015-11-23 23:35
恩，这四个复合物就是把杂原子替换了，其余结构都一样。那请问老师，理论晶体结构是不是可以写类似高斯输 ...

Gaussian的周期性结构计算是渣渣

万卷书万里路 · 发表于 Post on 2015-11-24 09:18:37

liyuanhe211 发表于 2015-11-23 23:59
Gaussian的周期性结构计算是渣渣

怎么讲呢，有没有例子证明或者文章提到

stecue · 发表于 Post on 2015-11-24 10:02:41

本帖最后由 stecue 于 2015-11-25 12:14 编辑

单个的晶体的结构预测是很难的。因为可能的结构非常多，完全确定是某种结构所要求的计算精度很高。普林的量化“神童” Garnet Chan算出了苯的晶体结构，发了一篇Science：Yang, J.; Hu, W.; Usvyat, D.; Matthews, D.; Schutz, M.; Chan, G. K.-L. Science. 2014, 345, 640.当然如果知道一系列结构，单纯推测一下某种晶体结构是否可能，那还是比较靠谱的。

卡开发发 · 发表于 Post on 2015-11-24 10:06:07

万卷书万里路发表于 2015-11-24 09:18
怎么讲呢，有没有例子证明或者文章提到

速度奇慢，不妨试试，尤其是3D体系。

stecue · 发表于 Post on 2015-11-24 10:11:04

真要算周期性体系不妨试试Quantum Espresso。开源而且是平面波基组，可能对周期性体系有奇效。

女神的兔子 · 发表于 Post on 2015-11-24 10:46:17

stecue 发表于 2015-11-24 10:02
单个的晶体的结构预测是很难的。因为可能的结构非常多，完全确定是某种结构所要求的计算精度很高。普林的量 ...

老师您好，请问均相的有机反应晶体溶解在溶剂中它的晶体结构是不是改变了溶解在溶剂中的分子构型是不是时时刻刻在变化单晶是不是特指气相中的构型构型的变化会不会导致分子内部结构和电子方面的一些信息变化很大我用构效关系研究均相催化剂反应机理用单晶的催化剂结构做统计学分析有未来吗 gaussian计算的结构是不是特指气相中的结构

stecue · 发表于 Post on 2015-11-24 12:26:50

女神的兔子发表于 2015-11-24 10:46
老师您好，请问均相的有机反应晶体溶解在溶剂中它的晶体结构是不是改变了溶解在溶剂中的分子构 ...

问题有点多哈，我也不是所有方面的专家，试着回答一下哈

有机晶体溶解了，晶体结构就不存在了。可以考虑溶剂化模型来进行一些计算，参考高斯的SCRF关键字。
溶剂中的溶质分子的构象当然是时刻在变化的，分子动力学很大一部分内容就是研究平衡状态下各种构象的分布。构型的话，比说顺反异构是不大容易发生的。当然对于有些光敏分子，室温下光照也能导致顺反异构的转变。但是一般而言，我们还是称能量差不多的、它们之间的转换势垒也在几个kbT附近的（也就是热扰动可能sample到的）几何结构为不同的构象(conformation)。
单晶当然是固体了。你说的气相中的是分子团簇？（cluster？）那也是比较难研究的，我没有什么经验。
构象的变化当然会导致分子性质的变化。以我做的比较多的电子传递(electron transfer)为例，电子的donor和acceptor之间的耦合与他们之间的距离呈指数关系，所以构象会对电子传递反应的速率有很大影响。当然，对于很多其他情况，分子性质就对几何构象的变化不敏感。比如说Frank-Condon原理就假设分子振动不会影响基态和激发态的耦合。具体问题还要具体分析。
这个方向我虽然很感兴趣但是不太懂，没亲自做过。但是见到有文献有类似的做法。这个方向是导师定的么？那可以多跟他（她）讨论哈。如果导师也只有一个很模糊、大致的想法的话，最好还是多看看文献（当然导师懂也得多看）。可以先按照文献的方法做一个自己的体系，learn by research。
如果不加溶剂化模型的话，高斯计算的就是零开尔文下的气态的（或者说在真空中单个孤立分子的）结构。

sobereva · 发表于 Post on 2015-11-24 13:00:20

stecue 发表于 2015-11-24 12:26
问题有点多哈，我也不是所有方面的专家，试着回答一下哈
有机晶体溶解了，晶体结构就不存在了。可以 ...

关于6，不是0K下的结构，0K下分子也在振动而没有确切结构。应当是不考虑核运动的结构，或者忽略核振动量子效应的0K时的结构。

溶剂模型和温度并无直接关系。

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