pyforNICS：基于python和multiwfn的NICS(1)ZZ建模和计算工具

yaonaite

置顶：使用这一系列脚本时强烈建议新建工作文件夹，且其中不要放重要的东西的唯一副本。

作为专业有机化学、实验为主的研究生，总是面对一些环数很多的稠环芳烃做计算，这就导致了NICS(1)ZZ的建模非常繁琐，总是耗费很多时间。需要一种方法来方便地进行这种机械化的建模和数据处理。考虑到同门自行建模的需求，又无法让所有同门都部署linux，就使用python结合cmd命令行和Multiwfn写了一个工具。其中最难的一个脚本，也就是根据分子结构找到环在哪里的脚本最初是由 @Infaltion 编写的。目前@Infaltion正在测试适合在linux上运行的具有相同功能的脚本（python＋bash），后续计划在他的微信公众号上发布，名为 齐某的计算化学手册（我目前是这个公众号的编辑），期待大家的关注、讨论和批评。


方法主要参考：利用Multiwfn计算倾斜、扭曲环的NICS_ZZ - 思想家公社的门口：量子化学·分子模拟·二次元
部分过程思路来自：使用Multiwfn+VMD快速绘制高质量分子轨道等值面图（含视频） - 思想家公社的门口：量子化学·分子模拟·二次元
使用的Python 开发环境：PyCharm 2025.1.2。实际上多数代码是Deepseek生成的。

由于专业原因实验占时间比较长，占精力比较多，目前这版只是自用脚本，需要自行修改代码来满足不同的文件夹需求，也没有写大小写匹配，需要严格按照下文提到的尾缀和大小写命名文件，可以说非常的屎山。非常期待各位坛友的建议，但抱歉只能说之后有时间的话尽量优化。

建模：见getNICSgjf文件夹。
1.        建立一个纯英文路径的文件夹，在里面放入xx.pdb、未写入虚原子的xxNICS.gjf（xx要一致，NICS要大写）。可以有很多组，但要一一对应。
2.        把所有脚本都放到同一个目录下，运行getNICSgjf.py，成功得到需要的xxNICS.gjf，注意不要运行多次，否则会写入很多组虚原子。

a.        本系列脚本设定了D:\forrings为工作文件夹，D:\Multiwfn_3.8_dev_bin_Win64为Multiwfn所在文件夹。由于是自用脚本，需要自行修改代码来满足不同的文件夹需求。
b.        如果不想删掉过程文件，注释掉getNICSgjf.py运行delNICStem.py的部分即可。delNICStem.py会删除D:\forrings文件夹下除了pdb和gjf以外的其他所有文件，以及D:\Multiwfn_3.8_dev_bin_Win64文件夹下的所有的xxNICS.bat文件，所以强烈建议新建工作文件夹，且其中不要放重要的东西的唯一副本。
c.        getNICSgjf.py中有各个脚本执行的顺序，如果需要debug可以参考。
d.        运行getNICSgjf.py需要首先建立能够下载软件包的python环境（如PyCharm），然后运行getNICSgjf.py（这样会提示下载依赖的包）。如果一定要在命令行中使用，请在cmd中使用，不要直接在windows默认的powershell命令行中使用，或者至少在打开powershell之后输入cmd回车，然后再使用。

得到高斯输出后计算NICS(1)ZZ：见calcNICS1ZZ文件夹。
1.        建立一个纯英文路径的文件夹，在里面放入xxnics.out（nics要小写）、在建模时得到的xxringsringnumbers.txt（xx要一致，此处的尾缀是建模时自动产生的，无需修改）。可以有很多组，但要一一对应。
2.        把所有脚本都放到同一个目录下，运行calcNICS1ZZ.py，成功得到后缀名为.result2的结果文件。用记事本打开即可。
3.        结果文件第一行为组成该环的原子编号，随后两行为NICS(1)ZZ和NICS(-1)ZZ，再下一行为平均值。如此四行为一组。

a.        本系列脚本设定了D:\forrings为工作文件夹，D:\Multiwfn_3.8_dev_bin_Win64为Multiwfn所在文件夹。由于是自用脚本，需要自行修改代码来满足不同的文件夹需求。
b.        如果不想删掉过程文件，注释掉calcNICS1ZZ.py运行delNICScalctem.py的部分即可。delNICScalctem.py删除的是D:\Multiwfn_3.8_dev_bin_Win64中的*nicscalc.bat和D:\forrings中的*nicscalc.result、*nicscalc.ntxt、*nicscalc.result1、*nicscalc.txt、*nicsresult.txt、*ringnumbers.txt，这个删除脚本相对安全。
c.        calcNICS1ZZ.py中有各个脚本执行的顺序，如果需要debug可以参考。
d.        运行calcNICS1ZZ.py需要首先建立能够下载软件包的python环境（如PyCharm），然后运行calcNICS1ZZ.py（这样会提示下载依赖的包）。如果一定要在命令行中使用，请在cmd中使用，不要直接在windows默认的powershell命令行中使用，或者至少在打开powershell之后输入cmd回车，然后再使用。

20260713 虽然修bug修了一天，但vibe coding还是很爽
更新了v3版本（pyforNICSv3.zip）和基于v3加入了图形界面的版本NICShelper.py（v2版本实在是太糟了，我前段时间删了）
v3版本分别将前处理和后处理精简到了一个脚本中，并能够很方便地设定工作文件夹、Multiwfn文件夹和临时文件处理方法。
临时文件处理方法已改善，现在不会把一大堆无关文件删掉了。但仍然建议工作文件夹和Multiwfn所在文件夹中不要放重要的东西的唯一副本。
现在文件名中nics的大小写无关紧要了，相关部分已经修改。
GUI版本进一步用一个脚本实现了两个工作流。

这两个版本只用过下面提供的testnics.out测试，结果与v1版本相同，但没有确认是不是只有这个文件一样（确实是做实验没时间搞这个，每天都有一种毕不了业的挫败感）。
这并不是一个只有NICS（1）zz位置的计算结果，实际上是写出这系列脚本之前做的，所以也建模了NICS（0）zz的位置。所以本文脚本对于这个输出文件输出的数值没有实际意义，仅测试用。

由于我只学会了pyinstaller打包，exe巨大，就不往论坛上传了。实在需要可前往github仓库获取。那个巨大的压缩包NICShelper.zip就是。
GitHub - yaonaite/pyforNICS: 基于python和multiwfn的NICS(1)ZZ建模和计算工具，a tool to calc NICS(1)zz with multiwfn · GitHub

pyforNICSv1.zip (22.6 KB, 下载次数 Times of downloads: 0)

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v1

pyforNICSv3.zip (11.32 KB, 下载次数 Times of downloads: 0)

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v3

NICShelper.py (33.19 KB, 下载次数 Times of downloads: 0)

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GUI based on v3

testnics.out (163.33 KB, 下载次数 Times of downloads: 0)

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test

yaonaite

好像每次修改原贴会自动重新审核，我在这里贴一下更新（我了解在没人回复的情况下应该在原贴上修改，如果这样不可以，我一定及时改正）：
原本的calcNICS1ZZ.py居然少运行了一个脚本NICScalctxt.py，导致不能成功达成预定目标。如果还需要使用，在calcNICS1ZZ.py中加入NICScalctxt.py作为第二个运行的脚本，后续脚本顺延运行即可。即把相关的部分改为：
scripts = [
    "nicsclass.py",
    "NICScalctxt.py",
    "NICScalcbat.py",
    "multiwfncalcNICS.py",
    "NICSget.py",
    "NICSresult.py",
    "NICSfinalresult.py",
    "delNICScalctem.py"
]

20260202发现NICSfinalresult.py也有bug，后附修正。另外，使用的pdb应当是从gjf转换来的pdb，否则由于原结构优化后发生了坐标改变，不能在预期位置产生Bq

20260713更新了v3版本，顺便把这条回复后面贴的那俩并到主贴的压缩包里面了。现在主贴的pyforNICSv1压缩包就是修改后的v1版本