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楼主 Author: northern_mar
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[CP2K] CP2K能否做电子打入水溶液的AIMD模拟

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发表于 Post on 2026-5-13 16:03:23 | 只看该作者 Only view this author
northern_mar 发表于 2026-5-13 09:36
您好~请问是在哪个培训班的案例呀?我报了cp2k和初级量化班没看到这个案例,也想学习一下要怎么操作

如果你是指使用簇模型,看
18碳环(cyclo[18]carbon)与石墨烯的相互作用:基于簇模型的研究一例
http://sobereva.com/615http://bbs.keinsci.com/thread-25306-1-1.html
使用量子化学程序基于簇模型计算金属表面吸附问题
http://sobereva.com/540http://bbs.keinsci.com/thread-16532-1-1.html
北京科音中级量子化学培训班(http://www.keinsci.com/KBQC)讲周期性计算那一节末尾也有对簇模型的使用进行具体讲解


如果你是指他提到的质子轰击乙烯(误说成了电子轰击),学过北京科音高级量子化学培训班(http://www.keinsci.com/KAQC)里的AIMD部分就知道怎么做
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 2026-5-13 16:03:58 | 只看该作者 Only view this author
cyh时代 发表于 2026-5-12 16:09
之前听过卢老师说对于周期性体系可以挖取团簇来当成孤立体系计算,对于一些离子体系要用背景电荷补偿,不 ...

可能你说的是文献里TD-ELF那个例子,那个不是电子轰击而是质子轰击碳原子核
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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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-5-14 09:28:25 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2026-5-13 16:03
如果你是指使用簇模型,看
18碳环(cyclo[18]carbon)与石墨烯的相互作用:基于簇模型的研究一例
http: ...

好的,谢谢卢老师!

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发表于 Post on 2026-5-14 14:29:33 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2026-5-13 16:03
可能你说的是文献里TD-ELF那个例子,那个不是电子轰击而是质子轰击碳原子核

好滴,谢谢老师

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发表于 Post on 2026-5-17 14:34:00 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2026-5-13 16:03
可能你说的是文献里TD-ELF那个例子,那个不是电子轰击而是质子轰击碳原子核

社长,平时基于Born-Oppenheimer近似的量子化学计算应该不能模拟原子核受轰击的微观过程吧,就像这个问答帖提到的中子轰击那样,是不是应该需要高级波函数方法加上某种形式的非绝热动力学来模拟?
√546=23.36664289109

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发表于 Post on 2026-5-17 16:23:30 | 只看该作者 Only view this author
AIMD实际上就是个MD,理论上的水合电子碰到质子,确实会产生H自由基,但如何增强采样得到以及确认这个过程的发生确实是个挑战了
是了,它已证明是可以信赖的,而且我从来也没有为选择了这条道路而后悔过。
——爱因斯坦

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发表于 Post on 2026-5-17 16:24:22 | 只看该作者 Only view this author
xiaowei2022 发表于 2026-5-17 16:23
AIMD实际上就是个MD,理论上的水合电子碰到质子,确实会产生H自由基,但如何增强采样得到以及确认这个过程 ...

这种结合应是个偶然事件,得增强采样,设置反应坐标吧
是了,它已证明是可以信赖的,而且我从来也没有为选择了这条道路而后悔过。
——爱因斯坦

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发表于 Post on 2026-5-17 16:41:41 | 只看该作者 Only view this author
xiaowei2022 发表于 2026-5-17 16:24
这种结合应是个偶然事件,得增强采样,设置反应坐标吧

好吧,check了一下,这个文献用的无偏从头算分子动力学(unbiased AIMD),也就是说这个的反应趋势很大
是了,它已证明是可以信赖的,而且我从来也没有为选择了这条道路而后悔过。
——爱因斯坦

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发表于 Post on 2026-5-17 18:39:30 | 只看该作者 Only view this author
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-5-17 14:34
社长,平时基于Born-Oppenheimer近似的量子化学计算应该不能模拟原子核受轰击的微观过程吧,就像这个问答 ...

BO近似下“形式上”可以模拟原子核碰撞的过程,但精度、可靠性是另一码事,相当于只是考虑得很简单的简化模型。核量子效应、有限核尺寸等都忽略了。对于感兴趣的只是价电子结构变化,仍有一定的意义
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发表于 Post on 2026-5-18 11:40:03 | 只看该作者 Only view this author
cyh时代 发表于 2026-5-12 03:26
电子注入水溶液后,会快速(飞秒-皮秒尺度)被溶剂化,形成“水合电子”(hydrated/solvated electron), ...

和你这里说的恰恰相反,现在做周期性体系下溶剂化电子 AIMD 模拟,基本都是用的 CP2K。
感觉你对电子注入过程期望太高了,就是垂直注入没有激发,能做激发态的大多是静态计算,涉及激发动力学我感觉好一年也不定能看到一篇。
从我的经验看,如果不专门针对的低温水簇研究,要是周期性的结果能看,就不建议去尝试 QMMM 。(而且CP2K自己就能做QMMM,就是溶剂化电子的,好多年前就有人做了)
但水溶液不同于蛋白质,QM 水和 MM 水在交界区域的扩散交换,处理起来很麻烦(倒也不是不能处理,就不知道靠不靠谱,反正多年前我尝试的时候不成功)。
更重要的是,QM 区域其实还是当个水簇处理的,水簇就可能有表面态,特别是你试图从 0fs 注入后就开始研究,那时候没有空腔,大概率就是表面态。而周期性下得到的是弥散态。
至于鬼原子主要是解决原子中心基组不能给空腔中提供足够基函数的问题,周期性体系计算大多得用到平面波,所以没有考虑这个的。而且动力学中你肯定希望电子多少动动,电子动了咋同步移动鬼原子我是没看到的。所以还是别考虑,干脆多加点弥散呢。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-5-18 18:02:14 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 northern_mar 于 2026-5-18 18:07 编辑
xiaowei2022 发表于 2026-5-17 16:41
好吧,check了一下,这个文献用的无偏从头算分子动力学(unbiased AIMD),也就是说这个的反应趋势很大

好的,谢谢!
根据实验经验,生成氢自由基后的反应会更容易夺取H2O的H生成氢气。总感觉文献中的氢自由基与N2(aq)反应生成·N2H有点反化学直觉,所以提了这个问题。


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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-5-18 18:10:16 | 只看该作者 Only view this author
highlight 发表于 2026-5-18 11:40
和你这里说的恰恰相反,现在做周期性体系下溶剂化电子 AIMD 模拟,基本都是用的 CP2K。
感觉你对电子注 ...

谢谢老师!
根据实验经验,生成氢自由基后的反应会更容易夺取H2O的H生成氢气。总感觉文献中的氢自由基与N2(aq)反应生成·N2H有点反化学直觉,所以提了这个问题。
那较为可行并且比较简单的做法是不是先像他一样默认水中产生了水合电子(即设置电荷-1),然后再进行AIMD模拟呢?

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发表于 Post on 2026-5-19 11:36:00 | 只看该作者 Only view this author
northern_mar 发表于 2026-5-18 18:10
谢谢老师!
根据实验经验,生成氢自由基后的反应会更容易夺取H2O的H生成氢气。总感觉文献中的氢自由基与 ...

看你的需要,你要验证啥
而且我觉得他也没得到溶剂化电子:一共10fs的一张所谓疑似截图,也没算回旋半径或电子密度径向分布,很难说定域化程度,而且大部分的过剩电子自旋密度都在空腔外面。而且SI里30fs就没了,要是现在的我是不会说形成了空腔或溶剂化电子的。当然了,人家说是 prehydrated。
至于得到什么反应,合不合理,你得有自己的判断:你要的反应是受什么效应影响的,能不能这么简化。
就像sob说的,这就是一个非常非常简单的模型,没有核量子效应,估计也不会做有限尺寸误差验证,能分析的主要还是过剩电子的能级、分布等的变化。
而且我我之前好像就说过,能不能有溶剂化电子、稳不稳定和选的泛函有很大关系。
总之,你要自己判断我要研究的是什么,关键机理是啥,能不能做。

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发表于 Post on 2026-5-22 17:53:02 | 只看该作者 Only view this author
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-5-17 14:34
社长,平时基于Born-Oppenheimer近似的量子化学计算应该不能模拟原子核受轰击的微观过程吧,就像这个问答 ...

用DFT做埃伦费斯特动力学即可

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-5-25 08:53:06 | 只看该作者 Only view this author
highlight 发表于 2026-5-19 11:36
看你的需要,你要验证啥
而且我觉得他也没得到溶剂化电子:一共10fs的一张所谓疑似截图,也没算回旋半径 ...

好的,谢谢老师!

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