铁离子加显式溶剂模型后优化SCF不收敛

smlscu

zjxitcc 发表于 2022-8-24 00:48
建议
（1）将[Fe(OH)]^(2+)拆成两个片段，Fe^(3+)和OH-
（2）先算4个水包围，成功后在4个配位水的结构 ...

谢谢老师 是5个水

smlscu

zjxitcc 发表于 2022-8-24 00:48
建议
（1）将[Fe(OH)]^(2+)拆成两个片段，Fe^(3+)和OH-
（2）先算4个水包围，成功后在4个配位水的结构 ...

老师 我按照片段组合波函数的方法构建[Fe(OH)(H2O)5]^(2+)并且基态结构优化成功收敛之后，对其做激发态计算，然而尝试了几种关键字组合后（如下5张图），激发态优化仍不收敛，请问老师我这个是否存在何种问题或是有何建议吗

报错文件如下

wzkchem5

smlscu 发表于 2022-9-12 15:05
老师 我按照片段组合波函数的方法构建[Fe(OH)(H2O)5]^(2+)并且基态结构优化成功收敛之后，对其做激发态计 ...

检查一下结构优化最后几步的激发能是不是非常接近0或者是负值。
有的时候一个体系的激发态势能面根本不存在局部极小值点，如果优化激发态结构会优化到激发态和基态的锥形交叉点。对于这种体系，不收敛是正常的，收敛了反而是错的。

zjxitcc

smlscu 发表于 2022-9-12 22:05
老师 我按照片段组合波函数的方法构建[Fe(OH)(H2O)5]^(2+)并且基态结构优化成功收敛之后，对其做激发态计 ...

（1）你没写guess=read，没有读入辛苦算好的、稳定的基态波函数，变成了使用高斯默认初猜，那还算个啥，报错也不用看了。
（2）没写关键词guess(fragment=N)，只在坐标处写一堆(fragment=x)并不表示使用片段组合波函数构建初始猜测。
（3）片段组合波函数是在基态DFT下算的，算完、检验好基态波函数后，在TDDFT计算时需读入（并且此时不需要写关键词guess(fragment=N)和坐标处一堆(fragment=x)）。

smlscu

zjxitcc 发表于 2022-9-12 22:58
（1）你没写guess=read，没有读入辛苦算好的、稳定的基态波函数，变成了使用高斯默认初猜，那还算个啥， ...

好的老师，前两步有按照您说的操作，激发态的时候是没有读取基态的初猜波函数，已改正并提交计算。除此之外有在做过渡态的计算，采用了柔性扫描势能面的方法寻找初猜过渡态，想算的是带显式溶剂模型的Fe(OH)^(2+)与双氧水反应的过渡态，我想算的具体反应路径及初步计算结果如下图1，过渡态应该是没找对需要重新算。我参考了图2已发表文章的计算方法和模型，图3是它的模型，图4是它的计算方法，我的理想结果应该是跟它一样的但是目前差距甚远，请问老师有何建议呢。我目前是按照老师说的构建组合波函数的方法找反应初态IS_1，然后柔性扫描势能面找过渡态TS_1，然后再根据过渡态的结果找产物IS_2，但是整个优化过程中是固定了双氧水附近的5个水分子，过渡态的结果出错是否与我把这5个水分子固定了有关呢（频率计算的时候5个水分子是放开的）

smlscu

wzkchem5 发表于 2022-9-12 22:15
检查一下结构优化最后几步的激发能是不是非常接近0或者是负值。
有的时候一个体系的激发态势能面根本不 ...

是的老师，最后一步激发能计算结果如下图，而且阵子强度几乎每步都为0，个别不为0的也是0.0002。我是算了3种形态的三价铁，按理来说这个是最需要算出来的，可是只有这个在更换几次关键词后仍未算出想要的结果，同样关键词条件下单独三价铁离子的激发态是可以算出来并收敛的，且阵子强度不为0。这种情况我是否可以认为此种形态铁无法被激发了呢，但是从实验角度来说这种形态的铁是最有可能被激发的（因为实验pH条件下Fe(OH)^(2+)占的比例是最多的），但是我的实验条件是pH=3，当前计算条件应该是中性pH条件对吧老师。但是此时单独三价铁离子的激发态是可以算出来并收敛的，也就是说如果Fe(OH)^(2+)能够被激发那么它应该也能够算出来。目前正在读取基态优化后的波函数重新提交激发态计算，谢谢老师

wzkchem5

smlscu 发表于 2022-9-13 18:24
是的老师，最后一步激发能计算结果如下图，而且阵子强度几乎每步都为0，个别不为0的也是0.0002。我是算了 ...

不是无法被激发，而是激发后分子会极快地发生内转换回到基态。这就是为什么激发能会优化到负值，实际上激发能从正值优化到0的时候就代表分子回到基态了，但是因为算法限制，高斯默认分子一直处于激发态，所以硬着头皮给你优化到了激发态比基态还低的、实际上并不存在的状态，然后报错不收敛。
量化计算没有pH一说，即使有pH也不默认是中性。关于如何在量化计算里体现pH，以及为什么你的计算不是中性pH，参见https://mattermodeling.stackexch ... molecules/9605#9605

smlscu

zjxitcc 发表于 2022-9-12 22:58
（1）你没写guess=read，没有读入辛苦算好的、稳定的基态波函数，变成了使用高斯默认初猜，那还算个啥， ...

谢谢老师。读取了基态优化的初猜波函数后激发能算出来啦，就是仍未收敛。图1
图2
图3
图3的结果，虽然一般是看S1，但由于其阵子强度只有0.0002，我是否可以说发射信息为S0->S3，激发能 2.7829 eV，激发波长445.52nm，阵子强度0.0114，激发贡献34B-> 36B,激发贡献为0.83871^2/0.5=1.41。

zjxitcc

smlscu 发表于 2022-9-14 16:02
谢谢老师，是我缺乏最基本的常识也没有动脑子了。读取了基态优化的初猜波函数后激发能算出来啦 ...

你贴了太多图和文字，我已经看不懂你想问/说什么了。。。

smlscu

zjxitcc 发表于 2022-9-14 18:15
你贴了太多图和文字，我已经看不懂你想问/说什么了。。。

35楼是想问过渡态的计算。请问老师有什么建议呢

zjxitcc

smlscu 发表于 2022-9-14 19:40
35楼是想问过渡态的计算。请问老师有什么建议呢

具体哪个基元反应中哪个过渡态找不到/报错/有啥问题？

smlscu

zjxitcc 发表于 2022-9-15 12:41
具体哪个基元反应中哪个过渡态找不到/报错/有啥问题？

老师先帮我看下反应物初态结构吧，初态结构是三价铁与双氧水反应（图1），但是经过结构优化之后双氧水上的氢就会跑到旁边的溶剂水分子上（这个结构应该是我的目标产物）（图2），我尝试过把这个水分子拉远，但是结果还是一样的，这里我该如何处理才能完成对三价铁与双氧水的反应物的模型结构优化呢，固定双氧水中的一个原子是否可行呢，或是用什么办法呢老师（附件初态结构输入文件和优化后的fchk文件）图1：
图2：

ZH123456

zjxitcc 发表于 2022-8-21 14:04
无论SCF不收敛、结构优化不收敛还是结构跑偏，这个问题首先要关注的不是计算结果报错，而是计算过程合理性 ...

老师，我按照您说的设计了第一步，输入文件里我多写了溶剂和模型，提交linux系统之后提示 No SCRF with Counterpoise出错，我这个体系溶剂是水，请老师指点，谢谢老师

zjxitcc

ZH123456 发表于 2022-9-16 19:36
老师，我按照您说的设计了第一步，输入文件里我多写了溶剂和模型，提交linux系统之后提示 No SCRF with C ...

你说的这个问题在本帖的19L和20L中讨论过了

zjxitcc

smlscu 发表于 2022-9-15 16:03
老师先帮我看下反应物初态结构吧，初态结构是三价铁与双氧水反应（图1），但是经过结构优化之后双氧水上 ...

你的初始结构里H2O2中的氧原子离三价铁太近了，O配到Fe上后转移1个H给旁边的水是正常现象。有两点建议：
（1）倒着搜索反应路径，扫描距离缩短的H2O...H键，看能否通过柔性扫描把H原子转移回去，这个过程中Fe-O键应该会自动断开，如果成功的话，你就往反应物走了一步。没有人规定搜索反应路径要从反应物开始，能从产物倒着算回反应物也是一样的。
（2）正着搜索反应路径，那当前初始结构肯定是不合适的，H2O2靠近Fe前，Fe应该是6配位满的，这个过程H2O2需要挤掉1个水分子进第一配位层，这个过程是分步的还是协同的需要你自行探索。