过渡态是自旋极化单重态时找TS和跑IRC流程分享（以坛友的实际问题为例）

ionexchangeC · 发表于 Post on 2025-5-14 02:39:47

最近正好在研究这类问题。
我的解决方法是，用一个Gaussian的external脚本，做到在结构优化/寻找过渡态的过程中，每一步都附加波函数稳定性检测。

ext_gau (20.49 KB, 下载次数 Times of downloads: 7)

ext_gau.f90 (1.75 KB, 下载次数 Times of downloads: 8)

gau_gau.sh (3.13 KB, 下载次数 Times of downloads: 8)

xiachenche · 发表于 Post on 2025-5-14 14:29:24

Stardust0831 发表于 2025-5-13 16:23
显然需要。
可以用stable=opt做波函数稳定性测试。

好滴，感谢老师答复！

EddieSu · 发表于 Post on 2025-8-25 19:24:05

老师您好，这里寻找过渡态时opt里写nomicro的目的是什么呢？

Stardust0831 · 发表于 Post on 2025-8-25 20:36:30

EddieSu 发表于 2025-8-25 19:24
老师您好，这里寻找过渡态时opt里写nomicro的目的是什么呢？

NoMicro forbids microiterations during ONIOM(MO:MM) optimizations.
我自己的工作流会用到Gaussian和xtb接口，需要用这个关键词来避免用到分子力场的优化器。
此处是转dft级别的时候忘删了，是个多余的关键词。
感谢指正。

云边的小卖铺 · 发表于 Post on 2025-11-14 22:43:49

老师您好，您的帖子很详细。针对这个我还是有些疑惑，IRC两侧直接进行opt的问题，对于单侧原料端不是自旋极化单重态吗？所以可以直接进行对最低点进行几何优化和频率分析吗？

Stardust0831 · 发表于 Post on 2025-11-15 16:04:46

云边的小卖铺发表于 2025-11-14 22:43
老师您好，您的帖子很详细。针对这个我还是有些疑惑，IRC两侧直接进行opt的问题，对于单侧原料端不是自旋极 ...

是否是自旋极化单重态以stable=opt的结果为准，不放心的话可以多stable=opt几次。
帖中直接读取了IRC的最后一个点的波函数当初猜，如果在IRC的时候维持住了自旋极化单重态，那此时opt的结果也是自旋极化单重态的。

云边的小卖铺 · 发表于 Post on 2025-11-16 10:19:11

Stardust0831 发表于 2025-11-15 16:04
是否是自旋极化单重态以stable=opt的结果为准，不放心的话可以多stable=opt几次。
帖中直接读取了IRC的 ...

感谢您的回复，最近我尝试了一个自旋极化单重态的计算。找到TS，IRC趋势正确（分别跑两端，和您帖子过程一致），但在对原料优化过程中，有些问题。我第一次IRC走了80步，但结果很陡峭，又算了一次走了150步，仍然较陡峭，此时我读取IRC最后一点波函数初猜，进行opt，过程中优化的方向和我预期不符（两个独立片段中部分原子成键了），1.我猜测是否是这个opt过程中自旋极化单重态未维持住；2.有没有可能是TS没找对？（TS一个虚频，目前IRC右侧产物端opt已得到正确结果）3.此外我仍做了一个更长的IRC，走了250步，IRC结果趋势仍然没有缓和，较为陡峭，opt失败是否和这个有关系呢？（仍陡峭则最后一点与实际构型相差过大而导致难收敛）还请您指教。十分感谢！

Stardust0831 · 发表于 Post on 2025-11-16 12:30:14

云边的小卖铺发表于 2025-11-16 10:19
感谢您的回复，最近我尝试了一个自旋极化单重态的计算。找到TS，IRC趋势正确（分别跑两端，和您帖子过程 ...

1.可以取出opt任务对应的chk文件，转成fchk等格式后用Multiwfn查看自旋密度来确定是不是仍然是自旋极化单重态。可以读chk中的波函数做stable=opt计算来确认波函数稳定性。
2.TS正确性需要结合具体反应和具体的计算输出文件讨论。
3.IRC的时候可以选择更小的步长（stepsize），或者删掉LQA关键词用默认的HPC（但用HPC可能遇到矫正步不收敛）。这俩方法都能得到更平滑的IRC。

云边的小卖铺 · 发表于 Post on 2025-11-24 09:31:51

Stardust0831 发表于 2025-11-16 12:30
1.可以取出opt任务对应的chk文件，转成fchk等格式后用Multiwfn查看自旋密度来确定是不是仍然是自旋极化单 ...

好的，谢谢老师。

mmm146 · 发表于 Post on 2026-4-2 13:24:59

你好，我想问一下，如果我刚开始就用更高的计算级别来找过渡态，那么用你这个方法得到的过渡态是不是可以直接当气相使用了，在算溶剂里的单点能时直接读取这个chk文件就行了。因为我找过渡态的时候是先固定优化再解固定的，还需要再进行一遍我之前的过程吗。

123456mmm · 发表于 Post on 5 day ago

本帖最后由 123456mmm 于 2026-5-28 15:25 编辑

老师，我问一下，如果过渡态是电荷为-1，自旋多重度为1，是不是也可以用这个方法找过渡态，这样直接找到的过渡态是不是就是最稳定的了。我第一步这样可以吗：#p stable=opt b3lyp/genecp empiricaldispersion=gd3bj guess=mix nosymm

Stardust0831 · 发表于 Post on 5 day ago

123456mmm 发表于 2026-5-28 15:19
老师，我问一下，如果过渡态是电荷为-1，自旋多重度为1，是不是也可以用这个方法找过渡态，这样直接找到的 ...

带上stable=opt后程序会尝试迭代出稳定的波函数，stable=opt不涉及结构优化相关。
这之后还需要读取稳定的波函数当初猜开展后续的opt=TS的计算。

Stardust0831 · 发表于 Post on 5 day ago

mmm146 发表于 2026-4-2 13:24
你好，我想问一下，如果我刚开始就用更高的计算级别来找过渡态，那么用你这个方法得到的过渡态是不是可以直 ...

完全可以在你“更高的计算级别下”用这个“先stable=opt，再优化”的思路。
可以在这个过程中带溶剂模型来体现溶剂环境，类似PCM这种隐式溶剂模型也会影响势能面的，某些溶剂中反应是需要带溶剂模型才能找到对应过渡态。
“先固定优化再解固定”不是必经流程，这只是辅助找过渡态结构的技巧之一。
不论使用何种技巧，只要过渡态结构优化收敛且波函数稳定即可。

123456mmm · 发表于 Post on 5 day ago

Stardust0831 发表于 2026-5-28 16:01
带上stable=opt后程序会尝试迭代出稳定的波函数，stable=opt不涉及结构优化相关。
这之后还需要读取稳定 ...

老师，那这个过程是不是会自动找到该过渡态是闭壳层还是单壳层哪个更稳定了。

Stardust0831 · 发表于 Post on 5 day ago

123456mmm 发表于 2026-5-28 16:21
老师，那这个过程是不是会自动找到该过渡态是闭壳层还是单壳层哪个更稳定了。

没懂你这个单壳层是啥。如果是自旋极化单重态，即使你先RKS算stable=opt，也会提示你The wavefunction has an RHF -> UHF instability.并在最终拿到正确的自旋极化单重态。如果基态是闭壳层，uks的两套轨道会迭代成一样的、和RKS等价。

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