求助CP2K里原子电荷的设置

Carlo · 发表于 Post on 2025-3-31 18:28:42

请教各位大佬，我想在CP2K计算中设置原子电荷，例如Na+和Cl-，是不是在&KIND部分[color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]借助 GTH 赝势和电荷CHARGE结合（如图），去定义原子电荷？但是我这么设置它无法识别CHARGE字样，恳请各位大佬解疑答惑。

Stardust0831 · 发表于 Post on 2025-4-1 00:15:04

本帖最后由 Stardust0831 于 2025-4-1 00:19 编辑

参考这个写法：

&KIND Na
ELEMENT Na
BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q9
POTENTIAL GTH-PBE
&BS
&ALPHA
NEL -1
L 0
N 3
&END ALPHA
&BETA
NEL -1
L 0
N 3
&END BETA
&END BS
&END KIND
&KIND Cl
ELEMENT Cl
BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q7
POTENTIAL GTH-PBE
&BS
&ALPHA
NEL 1
L 1
N 3
&END ALPHA
&BETA
NEL 1
L 1
N 3
&END BETA
&END BS
&END KIND

复制代码

注意，这只是在改变初猜波函数中的电子状态，不等同于设置原子电荷。正常计算只需要设置体系整体的电荷即可。如果想使某个原子的原子电荷恰好为某个值，需要使用CDFT，但正常计算不需要这么约束。

sobereva · 发表于 Post on 2025-4-1 01:12:56

如置顶的新社员必读贴、论坛首页的公告栏、版头的红色大字非常明确所示，求助帖必须在帖子标题明确体现出此帖内容是求助或提问，并清楚、准确反映出帖子具体内容，避免有任何歧义和含糊性，仔细看http://bbs.keinsci.com/thread-9348-1-1.html。我已把你的不恰当标题 “原子电荷设置” 改了，以后务必注意！

Carlo · 发表于 Post on 2025-4-14 20:24:22

Stardust0831 发表于 2025-4-1 00:15
参考这个写法：
注意，这只是在改变初猜波函数中的电子状态，不等同于设置原子电荷。正常计算只需要设置体 ...

我加上了CDFT部分对体系中Na+和Cl-进行约束，如下图。计算报错为：无法识别关键词STRENGTH，是我那些地方弄错了嘛？CP2K是7.1版本的，请各位大神老师指点

Stardust0831 · 发表于 Post on 2025-4-14 21:18:16

Carlo 发表于 2025-4-14 20:24
我加上了CDFT部分对体系中Na+和Cl-进行约束，如下图。计算报错为：无法识别关键词STRENGTH，是我那些地方 ...

如果只是为了算NaCl晶体相关的性质，完全没有理由用CDFT。
请确认你明确知道CDFT的使用场景。（算电子转移激发能、优化透热态结构和计算电子耦合等）
如果目的是优化一个基态的NaCl，参考我上面那个BS的写法。

Carlo · 发表于 Post on 2025-4-15 08:58:39

Stardust0831 发表于 2025-4-14 21:18
如果只是为了算NaCl晶体相关的性质，完全没有理由用CDFT。
请确认你明确知道CDFT的使用场景。（算电子转 ...

我的模型中Na+和Cl-是存在于水盒子中的离子态，想用CDFT学术它们的原子电荷，可以这样用嘛？我的写法有没有需要更改的？

Uus/pMeC6H4-/キ · 发表于 Post on 2025-4-15 10:02:11

Carlo 发表于 2025-4-15 08:58
我的模型中Na+和Cl-是存在于水盒子中的离子态，想用CDFT学术它们的原子电荷，可以这样用嘛？我的写法有没 ...

这种简单的离子水溶液体系我算过，完全不用搞什么CDFT约束电荷，甚至2楼的原子初猜电子态也没必要设置。直接按比例构建填满水分子、钠和氯的盒子，恰当设置整体净电荷和自旋多重度，用默认设置做普通DFT计算就行，收敛到的稳定电子态自然会体现合理的带电情况。可以参考http://sobereva.com/82的最后一节。

Stardust0831 · 发表于 Post on 2025-4-15 11:58:32

Carlo 发表于 2025-4-15 08:58
我的模型中Na+和Cl-是存在于水盒子中的离子态，想用CDFT学术它们的原子电荷，可以这样用嘛？我的写法有没 ...

不应当用CDFT。
SCF正常收敛就行。

Stardust0831 · 发表于 Post on 2025-4-15 12:00:25

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-4-15 10:02
这种简单的离子水溶液体系我算过，完全不用搞什么CDFT约束电荷，甚至2楼的原子初猜电子态也没必要设置。 ...

我2楼的情况是针对离子晶体可能不设初猜电子态会导致SCF不收敛。
溶液体系确实不太会遇到由于初猜不合理而导致的SCF不收敛。

Carlo · 发表于 Post on 2025-4-15 15:05:30

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-4-15 10:02
这种简单的离子水溶液体系我算过，完全不用搞什么CDFT约束电荷，甚至2楼的原子初猜电子态也没必要设置。 ...

我计算出来的SCF是收敛的，但是分子轨迹很不正常，我猜想是它将Na和Cl定义为单质才会这么活跃，所以想着将其限定为离子态，还是说我的参数需要调整？一下是我的输入文件和输出文件，请大佬指点指点，非常感谢！！！

Uus/pMeC6H4-/キ · 发表于 Post on 2025-4-15 15:57:25

Carlo 发表于 2025-4-15 15:05
我计算出来的SCF是收敛的，但是分子轨迹很不正常，我猜想是它将Na和Cl定义为单质才会这么活跃，所以想着 ...

输入文件一大堆预处理指令写得有点混乱了，这是从哪来的模板？建议参考http://sobereva.com/587操作看看什么结构的写法合理、哪些选项是必要的。

刚开始学CP2K没必要搞这么复杂的体系，先把NaCl水溶液填满的盒子的分子动力学跑通了，再考虑加正辛烷和氢氧根等其他溶质、扩出真空层、自定义外势场之类的事情。电荷和自旋多重度也检查一下。

此外别学老教程或者文献用BLYP这种泛函，一般用PBE更合适。钠是典型的对截断能要求很高的元素，为了能量、受力计算准确而使动力学行为合理，应把CUTOFF提高。

Carlo · 发表于 Post on 2025-4-27 22:23:47

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-4-15 15:57
输入文件一大堆预处理指令写得有点混乱了，这是从哪来的模板？建议参考http://sobereva.com/587操作看看 ...

感谢大神解惑！！！想问问如果说跑分子动力学的话，含Na+和Cl-反应体系中，CUTOFF值起码需要设置多少合适？

Uus/pMeC6H4-/キ · 发表于 Post on 2025-4-27 22:44:15

Carlo 发表于 2025-4-27 22:23
感谢大神解惑！！！想问问如果说跑分子动力学的话，含Na+和Cl-反应体系中，CUTOFF值起码需要设置多少合适 ...

一般CP2K的分子动力学是用PBE泛函（带D3BJ色散校正）搭配GTH-PBE赝势和DZVP-MOLOPT-SR-GTH赝势基组来跑的，此时氯的问题不大，主要看钠。CUTOFF的经验下限按https://www.cp2k.org/faq:cutoff的说法判断（基组数据可以在CP2K目录下data文件夹里搜，或者在https://cp2k-basis.pierrebeaujean.net/找），而更严谨的做法是测试所关心性质（能量、受力等）随截断能的收敛性。

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