自旋布居是否足以判断反铁磁耦合？

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背景：最近在计算一个双稀土金属（Gd）配合物的体系，两个Gd 都是 +3 价，使用PBE0-D3（BJ）泛函，配体部分使用 def2tzvp，金属使用SDD小核赝势和对应的SDD基组。

因为考虑到Gd+3 形式上有7个f电子，我想研究这个双稀土配合物是否是反铁磁耦合的，因此先优化出高自旋的结构，然后喂给开壳层单重态的计算（使用 guess=mix），最终找到了稳定的自旋极化态，但是我查看原子的自旋布居却发现两个 Gd+3 上的布居数存在差别：Gd1: -1.3，而 Gd2 则是 0.7 左右，我有两点疑惑：

1、以上结果显然和 “ Gd+3 形式上带有 7 个f电子，因此按理说其布居数应该要接近 7 ” 这一情况相差太大，但是计算得到的波函数是稳定的，请问这种现象正常吗？还是说计算错误了
2、从自旋布居的结果，我们是否可以（从计算角度）判断该体系是反铁磁耦合的？还是说两个金属的自旋布居数数值相等（相近），符号相反才能下这个结论？

谢谢各位老师！下面是计算的输入关键词和部分输出结果

sobereva

可以判断成反铁磁性耦合。如果体系缺乏对称性，没法期望自旋布居的绝对值相同

不放心的话可以再结合片段初猜

你没说用了什么基组。带了弥散函数情况下Mulliken布居分析没意义。

如果没带弥散函数，可以用Multiwfn做布居分析，会输出单电子具体分布在什么角动量轨道上，便于具体判断情况

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sobereva 发表于 2023-2-28 02:03
可以判断成反铁磁性耦合。如果体系缺乏对称性，没法期望自旋布居的绝对值相同

不放心的话可以再结合片段 ...

sob 您好，配体部分使用 def2tzvp，金属使用SDD小核赝势和对应的SDD基组，没有带弥散函数，
我查看了角动量上的布居，Gd1 在f 角动量上有 -0.9的布居数，Gd2 则是1.05 左右

hebrewsnabla

guess=mix找到的对称破缺解未必是最低的。片段初猜或者flipspin可以更大概率地找到对称破缺程度更大的解。

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hebrewsnabla 发表于 2023-2-28 17:13
guess=mix找到的对称破缺解未必是最低的。片段初猜或者flipspin可以更大概率地找到对称破缺程度更大的解。

非常感谢您的建议！