计算水分子穿孔过程的能量变化如何恰当设置扫描变量

KazusaT

各位老师好，最近想要计算一个水分子从杯芳烃类化合物中心穿过的过程的能量变化，如下图所示

参考社长用gaussian做势能面扫描的帖子在杯芳烃上下方各设置了一个虚原子（其实上面那个虚原子不用设，可以直接用水的O原子），然后使用社长的gaussian-xtb联用脚本先进行了大概的计算，如下图

使用GFN2-xTB扫描这个过程的势垒大概是这样的

刚性扫描肯定跟实际过程差距很大，比如实际情况下应该是水与杯芳烃结构的羟基有氢键，水在穿越杯芳烃下方的孔时杯芳烃可能有一定的变形等等，这样用柔性扫描的方式才能比较好的描述这个过程，柔性扫描虽然计算量大，但我的想法是结合xtb应该也很快，然后挑选其中的几个关键点做DFT计算就可以，之后在思考如何恰当设置扫描变量的时候遇到了一些问题，这里如果设置虚原子的话好像也不太方便设置虚原子与杯芳烃的位置关系，我实际上想要扫描的变量应该是类似于水分子与杯芳烃质心距离的这样一个变量，这样的话应该用设置GIC关键词的方式吗？有没有哪位老师有建议？

sobereva

这种情况推荐用NEB方法，CP2K、ORCA等都可以做。固定NEB两个端点image的结构，其中让水分子分别处于孔的上方和下方

参考北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）里这个例子，质子穿越石墨烯：

lanthanum

参见《用Gaussian16中的GIC功能实现翻转过程的势能面扫描》https://mp.weixin.qq.com/s/bs-oJ6EDnFh6y1KDKqwD7A
扫描水里的氧原子到杯芳烃上某三个原子确定的平面的“距离”（从正到负），不要扫描氧原子与杯芳烃几何中心的距离，好处是水分子可以随柔性扫描优化过程自发的贴边走（根据起始位置不同，沿内壁或外壁），而不非得从正中间穿过去。

KazusaT

sobereva 发表于 2025-10-21 04:24
这种情况推荐用NEB方法，CP2K、ORCA等都可以做。固定NEB两个端点image的结构，其中让水分子分别处于孔的上 ...

好的老师，我尝试一下

KazusaT

lanthanum 发表于 2025-10-21 05:05
参见《用Gaussian16中的GIC功能实现翻转过程的势能面扫描》https://mp.weixin.qq.com/s/bs-oJ6EDnFh6y1KDKq ...

好的老师，我学习一下