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[Molclus] 使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-7-9 02:52:02 | 只看该作者 Only view this author
peter123 发表于 2025-7-7 19:54
老师,之前我在这个帖子里请教您的一些问题,我担心个人隐私泄露,因此把请教的问题进行了编辑,删去了一 ...

如果横向对比结果,每个计算用的基组定义需要统一,否则说不清楚结果差异是计算级别的差异还是体系本身的差异

是。参考sobEDA教程文档里用genecp的例子
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发表于 Post on 2025-7-9 16:50:27 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 peter123 于 2025-8-22 17:38 编辑

非常感谢老师一直以来给我的耐心指导,我还想请教一下您。
我发现您近两次给我的指导不一样,我在本帖538楼请教过您基组混用的问题,您在539楼指导我不用担心基组不同的事情,不用重算。但是我在本帖540楼请教您sobEDAw混用基组的时候,您指导我说对结果进行横向对比的时候,每个计算用的基组需要统一,否则说不清楚结果差异是计算级别的差异还是体系本身的差异。
因为您两次给我的指导不一样,所以我现在非常迷茫不知道该怎么做,重头算一遍的成本太高了。因此我打算重新说一下我的情况,还请您帮我看一下。
我目前在进行氯仿溶液中150个原子的有机分子笼(不带电)和阴离子体系的弱相互作用(C-H...X氢键)分析,如图1显示,我一共有8种离子和有机笼结合形成复合物,这里面只有碘离子需要用赝势基组,剩下7种离子和有机笼本体(只含C、H、O、N)都不需要用赝势基组。我之前优化剩下7种离子和有机笼复合物的时候用的级别都是B3LYP-D3/6-31G**(其中带负电荷的原子加了弥散),算单点的时候用的级别是M062X-D3/6-311+G(2d,p)。
但是碘和有机笼形成的复合物,我需要给碘用赝势基组。我给碘和有机笼的复合物做几何优化和算单点能都没有换泛函,和上面7种复合物体系唯一的区别就是给碘换成了赝势基组,具体情况如下
有机笼部分(计算级别和上面7个体系完全一样):优化B3LYP-D3/6-31G**,单点M062X-D3/6-311+G(2d,p)
碘离子部分(泛函一样,基组换成了赝势基组):优化B3LYP-D3/ma-def2-TZVP,单点M062X-D3/ma-def2-TZVP
我文章的分析部分包括量化计算(算8个体系结合能和溶液中的结合自由能并放在一张表里)、波函数分析(AIM分析、静电势分析、范德华势分析、CVB指数分析、弱相互作用可视化分析),我个人觉得后面波函数分析的部分应该基本不会受影响。至于前面的量化计算,我把用ma-def2-TZVP算出来的碘-有机笼复合物中的结合能、结合自由能和另外7种离子-有机笼复合物算出来的结合能、结合自由能做了对比,感觉算出来的结果差别其实也并不大。
后续的sobEDAw能量分解,另外7种离子-有机笼复合物体系我用的计算级别是B3LYP-D3/6-311+G(2d,p)w.CB,碘离子-有机笼用的级别是B3LYP-D3/ma-def2-TZVP(-f) w.CB。
我想请问一下您,我目前这样的基组设置有问题吗?因为您两次给我的指导不一样,您第一次说没有问题不需要重算,但是您第二次又说基组要统一才能横向对比。我目前准备把这个课题发一篇低档次的文章,比如MDPI旗下的molecule。您觉得对于这些低档次的文章,我这个基组设置会有问题吗?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-7-9 23:17:26 | 只看该作者 Only view this author
peter123 发表于 2025-7-9 16:50
非常感谢老师一直以来给我的耐心指导,我还想请教一下您。我发现您近两次给我的指导不一样,我在本帖538楼 ...

做sobEDAw的时候,显然不能不同体系用的基组不同。全都用ma-def2-TZVP(-f) w.CB做就完了。

前面你自己算单点时候那么算显然没问题,其它有机笼又没有碘,且所有体系里除了碘以外的基组都是统一的。

molecules也不算多低档。取决于遇到的审稿人,中的难度未必比投JPCA小。投CTC、JMM比投molecules极大概率更容易中
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发表于 Post on 2025-7-10 19:30:32 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 peter123 于 2025-8-22 17:38 编辑

非常感谢老师耐心的指导,我懂您的意思了,太感激您了。
我还想请教一下您, 我目前在进行氯仿溶液中150个原子的有机分子笼(不带电)和阴离子体系的弱相互作用(C-H...X氢键)分析。体系的示意图如图1显示。
我之前在本帖的523楼请教过您,当时我说我那个氢键的IGMH分析等值面也是绿色的,和范德华作用类似,如图2显示。您当时是建议我做EDA-FF能量分解,来直观的展示静电作用,并作图展现各个原子对分子间静电作用的贡献。我后来就准备用能量分解的结果来区分我这种弱氢键和范德华作用。
我现在使用您开发的sobEDAw能量分解方法对酸根和有机笼之间的非常规氢键进行分析,并参考您2019年的那篇氢键文章,对一些典型的中等强度氢键体系(如HF-H2O二聚体)和典型的范德华作用体系(如两个甲烷分子形成的二聚体)也进行了sobEDAw能量分解分析。并且对一些带电荷的小分子氢键体系,如强氢键体系(如H3O+-H2O),中等强度氢键体系(如NH3-OH-)也进行了能量分解,并试图和我这个体系进行对比。
我看您2019年那篇氢键文章中提到“强度很低的氢键主要是通过静电吸引和色散吸引效果一起维持的。而中等强度氢键,比如水二聚体,静电吸引作用占绝对主导,而色散吸引和诱导作用一起起到辅助效果。”我发现我这个体系中有机笼和四种酸根(高氯酸根、硝酸根、BF4-、PF6-)形成的C-H...X氢键,其静电作用和色散作用的比值(表1的最后一列)刚好处在H2O-HF二聚体和甲烷二聚体之间,这一点可以说明我体系中的C-H...X氢键是一种较弱的氢键。
但是我发现我这个体系中有机笼和三种卤素离子(氟、氯、溴,碘还没计算好)形成的C-H...X氢键,其静电作用和色散作用的比值(表1的最后一列)和酸根的比值有差异,而且氟离子的差异最大。并且我发现氯、溴、碘离子做完几何优化以后都可以待在有机笼的中心,而氟离子则是跑到有机笼内壁上了(根据IGMH分析,如图3显示,可能是因为氟离子半径小,在笼子中心无法形成氢键,只有在有机笼的内壁上才能形成氢键)。
并且我还发现随着氟、氯、溴离子半径增大,对应的范德华吸引作用和总吸引作用(静电+色散+轨道)的比值也在变大(如表1显示)。我觉得可能是因为色散作用随着距离的衰减要快于静电作用,所以离子变小色散作用的占比也就变小,离子变大色散作用的占比也就逐渐变大了。
后来我想到因为我这种氢键是带了电荷的氢键,于是我就选了您2019年那篇氢键文章中的几个带电荷氢键的例子(表二中的H3O+-H2O、HF-F-、NH3-OH-、NH4+-HF),分别计算了其静电吸引和范德华作用的比值(表2的最后一列),但是发现也无法和我这个体系做对照,这些比值都明显大于我的那个体系(表1的最后一列)。
现在我不清楚这种情况应该怎么样分析,从表1最后一列的比值来看,氯、溴的静电作用和色散作用的比值和4种酸根还算接近,(目前还没有算出来的碘离子能量分解情况应该和溴类似),但是氟离子这个比值和酸根差的就太多了。请问我在文章中对能量分析结果进行讨论的时候是要把氟和其他的7种离子分开讨论吗?我想请您给我一些指导。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-7-11 02:19:36 | 只看该作者 Only view this author
peter123 发表于 2025-7-10 19:30
非常感谢老师耐心的指导,我懂您的意思了,太感激您了。我还想请教一下您, 我目前在进行氯仿溶液中150个原 ...

同一族元素,周期表越靠后,极化率越大、色散系数越大,和另外同种分子形成的色散作用明显越强。F-的色散作用注定明显比不上更后周期的卤素。而和那些多原子的酸根比,F-就一个原子,肯定色散作用也比不上它们
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发表于 Post on 2025-7-11 16:01:42 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 peter123 于 2025-8-22 17:38 编辑

非常感谢老师一直以来给我的耐心指导,关于昨天这个能量分解的问题,我还想请教一下您。
根据表1、表2的能量分解结果,我感觉我这个体系的氢键肯定是可以和范德华作用区分开的(我昨天在本帖的535楼提到IGMH分析结果和范德华作用颜色相近无法区分)。因为我这个氢键体系ΔE_els/ΔE_disp的值(表1的最后一列)明显和典型的范德华作用(比如甲烷二聚体的值为0.198)不一样。
我看您2019年那篇氢键文章中提到“强度很低的氢键主要是通过静电吸引和色散吸引效果一起维持的。而中等强度氢键,比如水二聚体,静电吸引作用占绝对主导,而色散吸引和诱导作用一起起到辅助效果。”
我发现我这个体系中有机笼和四种酸根(高氯酸根、硝酸根、BF4-、PF6-)形成的C-H...X氢键,其ΔE_els/ΔE_disp的值都在1-2之间(表1的最后一列),刚好处在H2O-HF二聚体(4.195)和甲烷二聚体(0.198)之间(表2的最后一列)。有机笼和三种卤素离子(Cl、Br、I)形成的C-H...X氢键,其ΔE_els/ΔE_disp的值都在2-3之间(表1的最后一列),也处在H2O-HF二聚体和甲烷二聚体之间(表2的最后一列)。
只有氟离子和有机笼形成的氢键ΔE_els/ΔE_disp的值,偏离了以上7种离子C-H...X氢键氢键的数值范围。但是按照您昨天给我的那个指导,我觉得我可以把您的那个原理解释写进我的文章里,来解释为什么氟偏离了范围。
我想请教您以下问题
1. 我能否引用您2019年的那篇氢键文章,给我的这个氢键体系下一个定义呢?从ΔE_els/ΔE_disp值的大小,来说明我这种非常规氢键是一种比常规氢键(比如H2O-HF二聚体)要弱的氢键?然后再强调氟离子因为半径太小,是一个特例?
2. 我发现三种卤素离子(Cl、Br、I)的氢键ΔE_els/ΔE_disp的值在2-3之间,而四种酸根(高氯酸根、硝酸根、BF4-、PF6-)的氢键ΔE_els/ΔE_disp的值在1-2之间。虽然都在H2O-HF二聚体(4.195)和甲烷二聚体(0.198)之间,但是酸根和卤素离子的ΔE_els/ΔE_disp值的范围还是有一些差别,您觉得我可以把它们归为一类进行讨论吗?
3.我看您在sobEDA的帖子里面提到“SAPT在分子间弱相互作用的能量分解方面特别流行,而且很多文章都用SAPT给出的ΔE_disp和静电作用项ΔE_els的比值来对相互作用体系进行分类,说谁是静电主导、谁是色散主导、谁是混合型作用,比如非常知名的S66弱相互作用测试集的原文里就是这样做的”。根据表1和表2显示,我觉得我这个体系的非常规氢键应该是混合型作用?因为色散作用的贡献比典型的H2O-HF二聚体中的氢键要高不少。
4.请问您觉得我可以参考您的哪些文章来对这个能量分解的结果进行讨论呢?上面这些只是我提出的一些不太成熟的想法,我感觉我目前还是不太懂怎么来讨论

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-7-14 05:16:15 | 只看该作者 Only view this author
peter123 发表于 2025-7-11 16:01
非常感谢老师一直以来给我的耐心指导,关于昨天这个能量分解的问题,我还想请教一下您。根据表1、表2的能量 ...

1 C-H是非常弱的氢键给体,C-H...X氢键必定很弱

2 卤素阴离子的情况负电荷只集中分布在一个原子上,比起负电荷分散在多个原子上的酸根来说显然是更强的氢键受体,必然前者的氢键更强、静电成份对吸引作用贡献比率更大。

3 你的体系不算多么非常规。对于极化率较大的诸如I-作受体,显然色散作用比例会相对较大。建议看下文,了解什么因素影响色散贡献
使用Multiwfn计算原子的C6色散系数
http://sobereva.com/709http://bbs.keinsci.com/thread-45686-1-1.html
使用Multiwfn图形化展现原子对色散能的贡献以及色散密度
http://sobereva.com/705http://bbs.keinsci.com/thread-44723-1-1.html

4 搞清楚氢键的本质特征,自然就知道怎么讨论
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发表于 Post on 2025-7-17 12:04:05 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 peter123 于 2025-8-22 17:52 编辑

“老师您好,我这个帖子是能量分解的问题,本来应该发到sobEDA帖子下面的,但是因为您之前给我的指导还有我相关的提问都在这个帖子下面,因此我就打算在这个帖子下面请教您,如果有违反规则还请您跟我说一声,我重新去发帖”
想请教一下老师,我目前在进行氯仿溶液中150个原子的有机分子笼(不带电)和阴离子体系(ClO4-、BF4-、PF6-、NO3-、F-、Cl-、Br-、I-)的弱相互作用(C-H...X氢键)分析。体系的示意图如图1显示。
之前您推荐我使用B3LYP/ma-def2-TZVP(-f) w.CB级别来给我这个体系做能量分解,我目前用这个级别对除了碘离子以外的7种阴离子和有机笼的复合物进行能量分解,发现都可以成功计算得出结果。但是对于碘离子和有机笼的复合物进行能量分解却失败了。
相关的输入输出文件我全部上传了,我这两天请我师兄帮我看了一下,貌似是第二步计算fragment2.gjf的时候出现了问题,fragment2.out里面显示No f atoms found in this molecule.但是我这个体系是没有氟原子的。我师兄花了一些时间逐个看了您sobEDA.sh里面的代码,逐个去分析,最后发现好像是因为第二步计算的时候碘是虚原子,而产生的输入文件fragment2.gjf中默认给碘这个虚原子也加了赝势,然后我师兄去查了相关的手册,发现貌似不能给虚原子加赝势?
然后我手动构造了fragment2.gjf,把里面的赝势部分给删掉了。后来就可以运行了。但是前面两步我自己跑完了,无法使用sobEDA.sh单独跑后面两步。于是我师兄修改了sobEDA.sh的内容,只让脚本调用multiwfn来产生第三步的 promol.fch波函数和promol.gjf文件。然后让我自己手动把promol.gjf交到高斯上面去跑。然后后面还没有做的第四步我应该也是自己手动交到高斯去跑,然后最后使用sobEDA.sh调用multiwfn来读取高斯的四个输出文件,进而输出能量分解结果。
我想请教老师以下问题
1. 请问第二步失败是不是因为无法给虚原子加赝势呢?为什么会出现No f atoms found in this molecule这个报错呢?
2.  因为我有机笼-碘离子复合物体系无法直接用sobEDA.sh脚本来跑,总是失败(原因在上面提到了)。请问我这样把sobEDA.sh脚本的任务拆成很多个小任务,自己把这些小任务跑了,得到几个高斯输出文件。最后我再用sobEDA.sh调用multiwfn来读取高斯的输出文件,进而得到能量分解的输出结果,请问您觉得这样做没有问题吧?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-7-18 07:02:42 | 只看该作者 Only view this author
peter123 发表于 2025-7-17 12:04
“老师您好,我这个帖子是能量分解的问题,本来应该发到sobEDA帖子下面的,但是因为您之前给我的指导还有我 ...

No f atoms found in this molecule应当是基组文件里定义了F,当前体系里又没有F所致
可以自己根据脚本内容手动做里面的每一步
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发表于 Post on 2025-8-20 09:24:11 | 只看该作者 Only view this author
sob老师好,我在使用这个方法搜索一个短肽的构象是会出现短肽上的R和D游离的氨基和羧基相互吸引导致实际构象和真实构象差距很大的情况,这种情况下需要对游离的羧基和氨基先进行处理吗,一般是怎么处理的呢

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-8-20 10:29:55 | 只看该作者 Only view this author
superbob 发表于 2025-8-20 09:24
sob老师好,我在使用这个方法搜索一个短肽的构象是会出现短肽上的R和D游离的氨基和羧基相互吸引导致实际构 ...

我不知道你说的R和D具体指什么,没有结构图我也不好判断
如果两端用的是COO-、NH3+这种水环境下才会出现的质子化态,记得带上隐式溶剂模型
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发表于 Post on 2025-8-22 17:34:09 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 peter123 于 2025-10-17 09:48 编辑

“老师您好,我这个回复是关于弱相互作用分析的问题,因为我这个课题您之前给我的指导还有我相关的提问都在这个帖子下面,因此我就打算在这个帖子下面请教您,如果有违反规则还请您跟我说一声,我重新去发帖”
想请教一下老师,我目前在进行氯仿溶液中150个原子的有机分子笼(不带电)和阴离子体系(ClO4-、BF4-、PF6-、NO3-、F-、Cl-、Br-、I-)的弱相互作用(C-H...X氢键)分析。体系的示意图如图1显示。
我之前按照您那个波函数分析文章模板、博文和讲义里的相关内容,也参考了一些近两年运用multiwfn分析弱相互作用的文献,对我的体系进行了量化计算、弱相互作用可视化分析、AIM分析、静电势分析、范德华势分析、能量分解分析。我运用这些分析说明了我这个体系有机笼和阴离子之间形成的是一种C-H...X弱氢键。
但是目前我师兄指出,根据如图2、3的实验原文摘要和结论部分的截图,实验原文中的实验和少量计算已经说明了有机笼和酸根之间的弱相互作用是一种C-H...X弱氢键,因此我需要做的是在实验原文得出的结论上(有机笼和酸根之间的弱相互作用是一种C-H...X弱氢键)进行进一步的计算分析。
我现在才发现,我之前参考的一些用理论计算的方法分析特定分子间弱相互作用的论文,这些论文的前提条件都是不知道这些特定分子间的相互作用是什么,于是他们通过多种计算分析的方法,分析出了这些特定分子间存在氢键作用。我现在才发现我参考他们这样做是没有意义的,因为我进行计算得出来的结论(我这个体系有机笼和阴离子之间形成的是一种C-H...X弱氢键)是实验原文早已说明的,也就是说我之前的计算结论似乎都是没有意义的。
我目前还没有进行重新计算,因为我现在时间不太够了,因此我先试着在我之前的计算基础上挖出了一些和实验原文并不完全相同的结论。这些结论的截图我担心泄露,因此通过网盘链接私发给您了。我目前试图把自己的整个课题的方向变成分析这种C-H...X弱氢键的化学本质。但是我不知道我这样做是否有问题?我想请您指导我一下目前我这种情况我应该怎么做呢?
我现在很迷茫,因为我之前做了大半年的课题似乎都做了无用功,我也不知道应该怎么继续做下一步了,因此想请教一下您。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-8-23 03:49:47 | 只看该作者 Only view this author
peter123 发表于 2025-8-22 17:34
“老师您好,我这个回复是关于弱相互作用分析的问题,因为我这个课题您之前给我的指导还有我相关的提问都在 ...

我目前没时间具体看那些文件和文献。但比起C-H...X弱氢键,此体系明显还有更值得关注的。C-H是很弱的氢键给体,形成的C-H...X对结合能的贡献注定只有一部分,而不是主导。因此还应当同时考察和强调氢键以外的色散作用、静电作用的贡献,这对相互作用能的贡献甚至大于那些C-H...X氢键的总和。比如通过EDA-FF能量分解,就可以作图一目了然展现笼的不同原子对ClO4-的色散和静电作用的贡献。还可以讨论溶剂效应的影响等,参考下文
谈谈分子间结合能的构成以及分解分析思想
http://sobereva.com/733http://bbs.keinsci.com/thread-50890-1-1.html

而且原文里考虑的阴离子的种类肯定没你多
而且还可以做动力学获得更丰富的视角
而且还可以研究温度、溶剂选择等方面对结合的影响
...
总有能研究的东西。更何况你是可以付费投OA期刊的情况,选择余地非常大,至少有10个适合的期刊可以投,一个期刊没中就再投其它的。而且大概率编辑找的审稿人并没有看过那篇原文、一般也懒得去找那篇原文看(审稿人往往都很忙)。
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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发表于 Post on 2025-8-25 08:41:40 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-8-23 03:49
我目前没时间具体看那些文件和文献。但比起C-H...X弱氢键,此体系明显还有更值得关注的。C-H是很弱的氢键 ...

非常感谢老师的帮助,我按照您的指导再去看看

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发表于 Post on 2025-8-29 15:19:04 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 peter123 于 2025-8-29 16:16 编辑

“老师您好,我昨天在群里请教您这个问题您好像没看到,因此我今天再来论坛上把这个问题详细说清楚,请教一下您”
想请教一下老师,我目前在进行氯仿溶液中150个原子的有机分子笼(不带电)和阴离子体系的弱相互作用(C-H...X氢键)分析。
我目前要计算有机笼和阴离子的结合能。因为我之前发现我的有机笼是柔性的,有多个构象。因此无论是有机笼单体、还是有机笼-阴离子的复合物,我都按照您博文里的方法使用xtb+molclus做了构象搜索,得出了多个稳定构象。因此最后计算结合能的时候,我用的公式如下
ΔE=E(复合物)-E(有机笼)-E(阴离子)
我的E(有机笼)、E(复合物)的单点能我都是使用shermo计算出来的构象平均的单点能。
我现在突然发现,我之前算结合能的时候,忘记考虑BSSE了,我计算单点能用的计算级别是M062X-D3 /6-311+G(2d,p)。现在我想请教一下,我要算BSSE,而我使用高斯来算BSSE一次只能取一个构象。因为有机笼-阴离子的复合物、有机笼单体都涉及到多个构象,那我是不是只要取占比最高的能量最低构象来计算BSSE即可?不需要把每个构象都算一遍BSSE然后平均吧?因为我现在时间不太够了。我看您的博文和讲义中似乎也没有提到过这个问题,因此我就来请教一下您

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