带有一定交联的分子或煤炭/沥青等多杂环大分子的原子电荷构建问题

jackxws · 发表于 Post on 2026-6-9 18:30:00

请问我想要用gromacs模拟复杂大分子如带有一定交联的分子或煤炭/沥青等多杂环大分子，它的原子电荷如何构建呢。原子数已经达到400+，且无法简单做拆分去计算单体的情况，计算RESP或AM1-BCC都非常困难，除了分子优化困难，RESP计算也不容易收敛，AM1-BCC用ambertool去算的时候，原子数过多有可能报分子过大的错误，即便能算，计算效率也极其低。算QEQ或EEM倒是可以，但是精度还是低了点，这一类大分子的电荷计算有什么有效的办法吗？另外想问下用xtb的molden文件去做RESP拟合是可以的吗？

SharkYYX2025 · 发表于 Post on 2026-6-9 21:11:38

我也经常做三四百原子的动力学（有机聚合物有机给体受体巨分子

）RESP能算的，高斯比较吃力；ORCA开RI，算的不困难，就是有点慢，但也不会算几天这么夸张
可以考虑用xtb优化，然后拿ORCA算单点能，然后算RESP。我实测B3LYP-D3BJ def2SVP算三百多原子毫无压力（但RESP精度不知道是不是不够），B3LYP-D3BJ def2TZVP会比较慢，def2TZVP(-f)挺好的。
但是对配置可能有要求，可以细说你的配置和最大可用核心数，看看哪里需要提升

jackxws · 发表于 Post on 2026-6-9 21:57:53

我也经常做三四百原子的动力学（有机聚合物有机给体受体巨分子）RESP能算的，高斯比较吃力；ORCA开RI，算的不困难，就是有点慢，但也不会算几天这么夸张
可以考虑用xtb优化，然后拿ORCA算单点能，然后算RESP。我实测B3LYP-D3BJ def2SVP算三百多原子毫无压力（但RESP精度不知道是不是不够），B3LYP-D3BJ def2TZVP会比较慢，def2TZVP(-f)挺好的。
但是对配置可能有要求，可以细说你的配置和最大可用核心数，看看哪里需要提升

感谢回复，我就是用xtb在跑优化，然后用gaussian再跑一下优化然后算的单点，确实是可以算的，不过时间还是挺久，得要一天以上，主要是gaussian优化的时间太长了，我就在自己电脑上运行的，其实这都还好，主要multiwfn用我的16核电脑算RESP算的很慢，而且容易不收敛，就是算出来有的原子电荷10+明显不合理，但有时候也是对的，计算时长几个小时。RESP我是按照默认参数设置的会不会精度设的太高了。

SharkYYX2025 · 发表于 Post on 2026-6-9 22:28:11

jackxws 发表于 2026-6-9 21:57
感谢回复，我就是用xtb在跑优化，然后用gaussian再跑一下优化然后算的单点，确实是可以算的，不过时间 ...

RESP算的慢和不收敛，两者没联系。慢是原子数确实太多了（顺利收敛也得这么慢）。不收敛更可能是结构优化的不合理，或者其他原因。
这个原子数，用自己电脑算难如登天

而且长期跑这种计算，不知道对电脑会不会损耗太大了。。。我用56核超算上面的Multiwfn算RESP，三百多原子大概几十分钟，用的RESP默认参数。
建议是弄个服务器或者用超算平台。如果导师不支持给你配计算资源，那这个原子数后续跑动力学也很吃力。如果电脑还是你的个人电脑，天天高强度跑计算，万一累坏了就更不值得了

sobereva · 发表于 Post on 2026-6-10 06:15:03

用xtb的molden文件去做RESP拟合是可以的吗？

绝对不要光说个xtb，始终要说清楚xtb程序里具体什么方法。诸如GFN0-xTB和GFN2-xTB有天壤之别。认真看下文里xtb部分
计算化学中的一些常见不良写法和用词
http://sobereva.com/298（http://bbs.keinsci.com/thread-1358-1-1.html）

诸如GFN2-xTB不可接受，波函数的质量远不如DFT的。更何况GFN2-xTB的基函数数目并不少（GFN2-xTB算得快是因为不需要算昂贵的积分），用Multiwfn算RESP电荷时绝对不会比你用B3LYP/6-31G*级别更快。仔细看下文的“8.1 静电势分析用的计算级别”部分
化学体系的静电势的计算和分析方法汇总
http://sobereva.com/769（http://bbs.keinsci.com/thread-58922-1-1.html）

multiwfn用我的16核电脑算RESP算的很慢，而且容易不收敛

描述非常不具体。Gaussian在什么级别下产生的给Multiwfn用的波函数都没说，倘若你用个较大的基组，当然会很贵而且没必要。也不知道你说的不收敛具体指什么，如果是Multiwfn做RESP迭代过程不收敛，很可能是你当前用的结构或设定就有问题，没具体波函数文件，至少不给出个体系截图，没法说。

直接说清楚当前CPU型号，不要只说16核。不同的16核CPU之间性能可能有两倍以上的差距。并且说清楚当前用的Multiwfn什么平台的版本。

RESP我是按照默认参数设置的会不会精度设的太高了

不需要考虑这一点

jackxws · 发表于 Post on 2026-6-10 10:21:37

SharkYYX2025 发表于 2026-6-9 22:28
RESP算的慢和不收敛，两者没联系。慢是原子数确实太多了（顺利收敛也得这么慢）。不收敛更可能是结构优化 ...

感谢解答。确实在考虑配置服务器了，自己电脑算动力学还是不太行

jackxws · 发表于 Post on 2026-6-10 10:38:12

sobereva 发表于 2026-6-10 06:15
绝对不要光说个xtb，始终要说清楚xtb程序里具体什么方法。诸如GFN0-xTB和GFN2-xTB有天壤之别。认真看下文 ...

我仔细回看了之前计算的文件，发现不收敛的情况都是直接用了GFN2-xTB计算的molden文件（也有成功的，原子数少于200基本都能收敛的），Gaussian使用的基组是B3LYP/6-31G*，算RESP全部都能收敛。当前CPU型号是intel i5-13400F。这样看来不收敛主要还是因为波函数质量的问题。
另外想请教一下sob老师，我后续可能有大批量的大分子计算，是否有类似AM1-BCC这种架构的其他电荷计算形式，xTB的速度很快，有没有对xTB计算的mulliken电荷进行经验修正的电荷呢。或者您对我的计算情况有什么建议吗，感谢🙏

sobereva · 发表于 Post on 2026-6-10 12:48:13

jackxws 发表于 2026-6-10 10:38
我仔细回看了之前计算的文件，发现不收敛的情况都是直接用了GFN2-xTB计算的molden文件（也有成功的，原子 ...

没有那种经验修正的电荷

要想速度很快得到适合动力学模拟的原子电荷，用Multiwfn算EEM电荷，看Multiwfn手册3.9.15节的介绍和4.7.5节的例子

jackxws · 发表于 Post on 2026-6-10 13:43:24

sobereva 发表于 2026-6-10 12:48
没有那种经验修正的电荷

要想速度很快得到适合动力学模拟的原子电荷，用Multiwfn算EEM电荷，看Multiwf ...

好的，感谢sob老师

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