ORCA中聚合物的建模合理性及频率如何计算？

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-8-17 11:05:38

各位老师好！我想用ORCA计算丁二烯聚氨酯这个高分子聚合物和其他小分子的弱相互作用。用B97-3c的方法，丁二烯聚氨酯结构收敛了，但是频率计算出现如下错误：
Exchange-correlation integral derivatives       ...
IBatch  1 (of  7):
ORCA finished by error termination in SCF Hessian
Calling Command: mpirun -np 32  /home/yaoyuan/ORCA5.0.1/orca5.0.1/orca_scfhess_mpi JAZZ-1-1.scfhess.inp JAZZ-1-1
[file orca_tools/qcmsg.cpp, line 458]:
  .... aborting the run

（1）看了论坛的相关帖子，好像是ORCA计算聚合物的频率容易有BUG？
（2）另外，我这个初始结构的建模合理吗？采用了2个周期结构，会不会太短了？还有优化完后结构从直链型变成缠绕型了，这样还能代表这个聚合物吗？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-8-17 15:24:17

这不是bug，是内存或硬盘空间不足（估计内存不足的概率大）。应该加大maxcore再试。
变成缠绕型是因为你算的是真空里的孤立分子，所以当然会卷曲起来使能量最小化。如果你研究的是体相聚合物而不是真空中的聚合物，那么必须要么用QM/MM描述旁边的聚合物分子，要么用隐式溶剂模型近似考虑周围聚合物的介电常数（注意很多人有的一个误区就是算固体不应该加溶剂模型，其实恰恰相反，如果算固体里的某个分子，但是这个分子旁边的分子不想显式描述，那么必须加溶剂模型，并把溶剂模型的介电常数设为这个固体的介电常数，如果不加溶剂等于在真空里算，结果没有丝毫价值）

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-8-17 17:40:31

wzkchem5 发表于 2021-8-17 15:24
这不是bug，是内存或硬盘空间不足（估计内存不足的概率大）。应该加大maxcore再试。
变成缠绕型是因为你算 ...

好的，我得去学习一下，谢谢您了！

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-9-23 09:29:13

wzkchem5 发表于 2021-8-17 15:24
这不是bug，是内存或硬盘空间不足（估计内存不足的概率大）。应该加大maxcore再试。
变成缠绕型是因为你算 ...

老师您好！我根据您的建议，在ORCA中用cpcm加了介电常数78（刚开始加的是7，由于优化后还是卷曲，加大到水的介电常数试了一下），目前优化完还是卷曲状态？还请您指教

1.inp (8.26 KB, 下载次数 Times of downloads: 6)

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-9-23 11:05:39

yaoyuan0711 发表于 2021-9-23 09:29
老师您好！我根据您的建议，在ORCA中用cpcm加了介电常数78（刚开始加的是7，由于优化后还是卷曲，加大到 ...

体相描述加显式溶剂，如果是固态结构那就别用ORCA浪费时间。

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-9-23 11:16:27

hdhxx123 发表于 2021-9-23 11:05
体相描述加显式溶剂，如果是固态结构那就别用ORCA浪费时间。

请问体相描述跟固态结构有什么区别？不太懂

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-9-23 13:24:02

yaoyuan0711 发表于 2021-9-23 11:16
请问体相描述跟固态结构有什么区别？不太懂

做计算条件设定要跟实际相符
你做聚合物的高分子物理里学了之后难道觉得液体和固体情况一样？
你实际聚合物是什么情况就按什么情况模拟，取三个单体也只能说明这三个单体组成的物质情况，要做聚合物的要不就ＰＢＣ要不就动力学模拟或者像上边二楼老师说的ＱＭ／ＭＭ。不要想当然

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-23 15:51:05

yaoyuan0711 发表于 2021-9-23 04:16
请问体相描述跟固态结构有什么区别？不太懂

准确来说是，溶剂相要加显式溶剂，固态结构即使加显式溶剂也不能处理，必须显式考虑周围的聚合物分子

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-23 15:53:28

yaoyuan0711 发表于 2021-9-23 02:29
老师您好！我根据您的建议，在ORCA中用cpcm加了介电常数78（刚开始加的是7，由于优化后还是卷曲，加大到 ...

首先，你实验上确定这个分子不是卷曲的吗？或者说你确定卷曲一定是错的吗？
有的时候文献里画成直的聚合物，但那只是示意图，不代表文献真的做了实验证明这个聚合物是直的，只是画成直的好看而已

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-9-24 08:16:24

wzkchem5 发表于 2021-9-23 15:53
首先，你实验上确定这个分子不是卷曲的吗？或者说你确定卷曲一定是错的吗？
有的时候文献里画成直的聚合 ...

谢谢指导，我得去找找资料看一下

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-9-24 08:17:01

hdhxx123 发表于 2021-9-23 13:24
做计算条件设定要跟实际相符
你做聚合物的高分子物理里学了之后难道觉得液体和固体情况一样？
你实际聚 ...

好的，谢谢！

AaronO_o · 发表于 Post on 2021-9-24 13:17:57

高分子卷曲是很正常的，就像耳机线一样是自发卷曲起来的，无论在熔体、溶液中，除了结晶部分都很难出现完全直愣愣的分子，是高分子之所以有高分子特性的基本原因。因此可以说、计算中如果只有直愣愣的高分子链是不太符合实际。（而且优化前的分子也根本不直呐、、）

聚丁二烯（在火炸药方向会称之为HTPB，以下使用简称）-甲苯二异氰酸酯（TDI）聚氨酯是比较有代表性的。HTPB本身就具有比较好的柔顺性，因此优化后卷曲也是必然的。
HTPB本身是个烃类，TDI也是个芳族的化合物，亲水性都比较差，用水做隐式溶剂我感觉有点奇怪。如果只是为了得到“不卷曲”的分子我认为没有意义，还不如加一堆显式甲苯分子有效。

三个链节是否够用要看主要要计算目的。如果是计算分子本身的分解、水解等反应，三个可能有点多；如果是分析熔体、溶液甚至固化后的聚氨酯特性，3个可能略少，而且这种情况可能更需要用wzkchem5或hdhxx123老师所提到的分子动力学了。

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-9-24 14:23:24

AaronO_o 发表于 2021-9-24 13:17
高分子卷曲是很正常的，就像耳机线一样是自发卷曲起来的，无论在熔体、溶液中，除了结晶部分都很难出现完全 ...

非常感谢！其实就是想计算另一个分子能不能跟这个聚合物形成部分氢键，我本身不是做聚合物的，聚合物方面没了解太多，受到"高分子应该是直链的”误导了。那看来我还是加上显式溶剂好一些

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-9-24 14:36:17

yaoyuan0711 发表于 2021-9-24 14:23
非常感谢！其实就是想计算另一个分子能不能跟这个聚合物形成部分氢键，我本身不是做聚合物的，聚合物方面 ...

如果只是探究是否会形成氢键的话，要么直接做单体与其的相互作用，要么分子动力学跑一下。显式溶剂条件在这两种方法中都需要（前者需要是因为考虑氢键形成中水的竞争能力，但也不要把单体与分子弄得太远，否则可能就会优化到局部最小点，得不到你想看的图像了）

yaoyuan0711 · 发表于 Post on 2021-9-24 15:42:16

hdhxx123 发表于 2021-9-24 14:36
如果只是探究是否会形成氢键的话，要么直接做单体与其的相互作用，要么分子动力学跑一下。显式溶剂条件在 ...

好的，谢谢！

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