简单量子化学问题答疑专帖（旧版，已关帖）

sobereva · 发表于 Post on 2022-10-8 17:33:06

cokie 发表于 2022-10-8 15:46
请问各位大佬和老师们，我是刚接触计算化学不久的新人，之前刚用gaussian16做了关于某分子HOMO-LUMO gap以 ...

看具体什么分子，有的分子从结构上就能判断出二聚体的大致是什么结构（比如根据氢键、pi-pi堆积的情况），gview里手摆初始结构做优化就可以。复杂的分子，以及形成三聚体的情况，建议用molclus结合genmer做构型搜索，看
genmer：生成团簇初始构型结合molclus做团簇结构搜索的超便捷工具
http://bbs.keinsci.com/thread-2369-1-1.html

TDDFT能算多大看具体用什么程序、用什么基组、算多少个态。诸如ORCA里能用RIJCOSX就比Gaussian快得多，而且还能结合sTDA方法以很低的耗时近似算很大体系的TDDFT。恰当使用混合基组，对不会显著参与电子激发的部分用相对较小的基组往往能大幅节约时间。只算最低几个态，和计算UV-Vis光谱需要算上百个态的耗时也是截然不同的。很多因素都直接决定TDDFT的耗时，一个因素往往就能影响几倍。另外还看计算资源，诸如就是个个人PC就别想了。

cokie · 发表于 Post on 2022-10-9 11:30:12

本帖最后由 cokie 于 2022-10-9 11:48 编辑

wzkchem5 发表于 2022-10-8 16:49
计算多聚体的HOMO-LUMO gap、单点能的方法和计算单分子完全一致，如果要说有区别就是初始结构要做构象搜 ...

谢谢老师认真的回复！看过您的回复后我还有几个问题期待老师您的解惑：
1. 我看到ORCA是一款免费公开的软件，学校集群中心也未引进老师您参与开发的ORCA，那么请问老师如果使用ORCA或BDF在PC（Windows）上进行计算的话，大概什么样的配置能够承载300-500个原子的TDDFT计算呢？
2. 在单体分子使用的是Gaussian的TDDFT计算的前提下，如果二聚体和三聚体改用ORCA或BDF进行TDDFT运算，上述分别通过不同计算软件得到的单体和二聚体计算结果可以直接进行比较吗？（比如我计算单体和二聚体必须统一运算程序才可比较，还是只要都用TDDFT且同泛函，那么软件可以不同呢）
3. 对于目前只会简单使用Gaussian的我，如果我改用超算而非PC进行计算，请问可以用TDDFT方法做到300-500个原子关于HOMO-LUMO gap以及单点能的计算吗？（我刚刚申请了学校集群使用权还未有实际计算经验）

最后非常感谢老师为我这样的初学者耐心解答！

KCM@SHU · 发表于 Post on 2022-10-9 11:37:32

我想问一下各位老师在算gaussian的时候有没有出现过他计算进程一直卡在一个步骤，然后我看文件的修改日期从两天前就没有更新了，我想问一下这可能是什么原因呢?下面放了输入文件
%mem=1GB
%nprocshared=4
%chk=C:\Users\sxs\Desktop\MCK\Th\th_ao\Th_AO.chk
# opt=cartesian freq genecp scrf=(solvent=water) geom=connectivity
em=gd3bj pbe1pbe

Title Card Required

0 1
Th             -0.34337722 1.12963348 -1.07036026
C                -3.55834832 3.41917433 -4.68833684
C                -2.70085127 2.16941875 -4.80327084
N                -2.07804505 1.69623755 -3.73991850
N                -2.57896708 1.55729200 -5.96633692
O                -1.25152838 0.65081292 -3.95706299
H                -3.98844571 3.65543191 -5.66155174
H                -4.35921625 3.24543241 -3.96958487
H                -2.94219839 4.25279491 -4.35126695
H                -2.00918285 0.72686231 -6.04270753
H                -3.05550354 1.91934861 -6.77994191
C                -5.42069778 0.23039861 1.01706244
C                -4.37355338 -0.73736065 0.49044054
N                -3.25372114 -0.27640681 -0.03491985
N                -4.58396520 -2.03865993 0.55844543
O                -2.32245654 -1.19966284 -0.58274806
H                -6.26887033 -0.33035618 1.40962586
H                -4.98723920 0.83753147 1.81184761
H                -5.75671131 0.87809628 0.20727065
H                -3.88816531 -2.68171049 0.20851903
H                -5.44079420 -2.39134311 0.96042023
C                2.52657541 -1.46131967 2.21792175
C                1.82063982 -0.19651994 2.67872171
N                1.38618857 0.67783388 1.79031654
N                1.64203056 0.02753340 3.96720006
O                0.82041776 1.93371354 2.14075059
H                2.81029400 -2.05590738 3.08620618
H                1.85592204 -2.04120770 1.58378137
H                3.41967150 -1.19369835 1.65317550
H                1.17295495 0.86795953 4.27338950
H                1.97444923 -0.64147371 4.64694442
C                4.64731991 1.73222870 -3.50385667
C                3.73753548 2.76379203 -2.85688727
N                2.67175599 2.37358256 -2.18282727
N                4.01318036 4.04975949 -2.96907104
O                1.85591928 3.35513775 -1.61558910
H                5.46768671 2.23904567 -4.01187584
H                5.04869392 1.06984316 -2.73683359
H                4.07781309 1.14797900 -4.22669437
H                3.40865254 4.73520618 -2.53917689
H                4.82865070 4.34831330 -3.48482177

1
2 3 1.0 7 1.0 8 1.0 9 1.0
3 4 2.0 5 2.0
4 6 1.0
5 10 1.0 11 1.0
6
7
8
9
10
11
12 13 1.0 17 1.0 18 1.0 19 1.0
13 14 2.0 15 2.0
14 16 1.0
15 20 1.0 21 1.0
16
17
18
19
20
21
22 23 1.0 27 1.0 28 1.0 29 1.0
23 24 2.0 25 2.0
24 26 1.0
25 30 1.0 31 1.0
26
27
28
29
30
31
32 33 1.0 37 1.0 38 1.0 39 1.0
33 34 2.0 35 2.0
34 36 1.0
35 40 1.0 41 1.0
36
37
38
39
40
41

Th 0
S 7 1.00
5.4684574 -0.1582663
3.6456382 0.79781412
2.212054 -1.23304195
0.48367557 1.02111188
0.23197216 0.34569707
0.068719183 0.0136610484
0.027687013 -0.0027168992
S 7 1.00
5.4684574 0.052455867
3.6456382 -0.299656273
2.212054 0.50935161
0.48367557 -0.64685825
0.23197216 -0.2599655
0.068719183 0.73441094
0.027687013 0.53097182
P 6 1.00
2.8094616 0.18176376
1.8729744 -0.49750454
0.83911857 0.26123302
0.40617043 0.67652035
0.19125334 0.288083294
0.080092503 0.032020972
D 5 1.00
1.0641484 -0.126728977
0.70943224 0.14241796
0.34924541 0.368393436
0.15 0.50980571
0.055361062 0.240038973
****
C N O H 0
6-31G*
****

Th 0
ECP78MWB 4 78
G-Komponente
1
2 1.000000 0.000000
S-G
2
2 3.187788 101.530523
2 2.505249 -12.344959
P-G
2
2 2.411440 61.875695
2 1.593906 -1.011261
D-G
2
2 1.441597 27.688250
2 1.530828 1.134394
F-G
1
2 0.953947 -3.474523

cokie · 发表于 Post on 2022-10-9 11:40:40

本帖最后由 cokie 于 2022-10-9 19:15 编辑

sobereva 发表于 2022-10-8 17:33
看具体什么分子，有的分子从结构上就能判断出二聚体的大致是什么结构（比如根据氢键、pi-pi堆积的情况） ...

非常感谢sob老师百忙之中的细心回复！看过您的回复后还有两个问题想请教社长：

1. 请问如果能够判断二聚体是pi-pi 堆积的情况，那么对于我要计算的大共轭多环分子，我可以直接用gview6摆放成错位面面堆叠后进行优化吗？如果可以的话请问老师我如何可以在初始摆位时摆出：较精确的面面错位的具体程度和分子间距呢？若不够精确的话，会影响后续的优化计算吗？（作为一个新手，描述时可能多有错误望老师海涵，另外还请问老师是否有关于用Gview6如何进行较科学的初始摆位的博文可供学习）

2. 如果我是用超算，G16进行DFT计算，使用M06-2X或CAM-B3LYP泛函，6-31G*进行优化，用6-311G**进行单点能的运算（只计算HOMO-LUMO gap和基态单点能）的话，是否可以承载500+个原子的运算量呢（或者说所得到的运算结果是否合理并被编辑认可呢）？

再次感谢sob老师耐心的回复！

wzkchem5 · 发表于 Post on 2022-10-9 15:56:40

cokie 发表于 2022-10-9 04:30
谢谢老师认真的回复！看过您的回复后我还有几个问题期待老师您的解惑：
1. 我看到ORCA是一款免费公开的 ...

1. 既然orca是免费的，你自己在集群本地安装orca应该可以吧？个人电脑上算300以上原子也不是不可以，但是就必须用sTDDFT方法了，会引入0.1~0.2eV左右的误差
2. 不能，软件必须相同。但是不同种类的计算任务可以用不同的软件，比如在高斯优化的结构基础上用orca做TDDFT是可以的
3. 首先，HOMO-LUMO gap不是用TDDFT计算出来的，先把计算方法搞清楚再问能不能算动的问题。单点能的话，你要算基态单点能还是激发态单点能？

lr8616 · 发表于 Post on 2022-10-9 18:33:09

本帖最后由 lr8616 于 2022-10-9 18:35 编辑

现在在计算一个有330个原子（C、H）的体系，总是达不到SCF收敛限，SCF错误结束，请教各位大大还能怎么尝试？

以下是我的输入文件关键词：

#P opt=(gediis,maxstep=2) freq b3lyp/6-31g* em=gd3bj iop(7/127=-99,8/117=-99) scf=(conver=6,novaracc,noincfock)

最后的错误是：

SCFChk: SCF convergence 1.87D-07 required 1.00D-08

另外：尝试了用更小的基组3-21G计算、换了方法M062X/6-31g* 和 wB97XD/def2svp 计算，最后都无法达到收敛限，SCF错误结束。

PS：文献中找到一个类似的体系是用MS计算的，文章中写的 the SCF convergence was set to be 1.0 × 10−6. 这个收敛限是不是设置的太低了？是不是不具有参考价值呀？

cokie · 发表于 Post on 2022-10-9 19:15:00

wzkchem5 发表于 2022-10-9 15:56
1. 既然orca是免费的，你自己在集群本地安装orca应该可以吧？个人电脑上算300以上原子也不是不可以，但是 ...

非常抱歉，前几个问题都问TDDFT，最后一个问题就写脱手了。

重新问一下第三个问题：如果我改用超算而非PC进行计算，请问可以用DFT方法做到计算500个原子以上的二、三聚体的HOMO-LUMO gap以及基态单点能的计算吗？

sobereva · 发表于 Post on 2022-10-9 19:36:04

lr8616 发表于 2022-10-9 18:33
现在在计算一个有330个原子（C、H）的体系，总是达不到SCF收敛限，SCF错误结束，请教各位大大还能怎么尝试 ...

解决SCF不收敛问题的方法
http://sobereva.com/61

若想得到更有针对性的回答，上传输入输出文件

opt freq的目的甭用scf=conver=6，上文明确说了

329678001 · 发表于 Post on 2022-10-9 20:03:18

老师们，我想请教一下Sob老师给出的TST表里呢，有双分子（气相），双分子（液相）。这里的气相或者液相是代表反应条件吗？由于我本人物理化学基础知识很差，不太懂双分子（气相）中为何有两个计算k值的公式（见图），能麻烦老师指导一下两个公式的差别吗？

wzkchem5 · 发表于 Post on 2022-10-9 20:06:53

cokie 发表于 2022-10-9 12:15
非常抱歉，前几个问题都问TDDFT，最后一个问题就写脱手了。

重新问一下第三个问题：如果我改用超算而 ...

可以，基态DFT算到1000多个原子都毫无问题

wzkchem5 · 发表于 Post on 2022-10-9 20:07:57

329678001 发表于 2022-10-9 13:03
老师们，我想请教一下Sob老师给出的TST表里呢，有双分子（气相），双分子（液相）。这里的气相或者液相是代 ...

对，是反应条件
这两个k是同一个量，只是单位不同而已

KCM@SHU · 发表于 Post on 2022-10-9 22:54:26

请问各位老师有没有对分子动力学的势能函数的选取查找之类的教程呢？最近想了解分子动力学但是发现势函数这些有些迷茫

Landyooo · 发表于 Post on 2022-10-9 23:54:49

请问各位老师，我在做过渡态几何优化和频率优化时，采用SMD溶剂模型经常容易出现虚频，我能不能在在做优化的时候采用PCM溶剂模型，优化出结构做单点采用SMD溶剂模型，这样可以吗？谢谢各位老师

chands · 发表于 Post on 2022-10-10 00:15:03

Landyooo 发表于 2022-10-9 23:54
请问各位老师，我在做过渡态几何优化和频率优化时，采用SMD溶剂模型经常容易出现虚频，我能不能在在做优化 ...

http://sobereva.com/327

Gaussian09/16支持的SMD (Solvation Model Based on Density)是目前几乎最好的隐式溶剂模型。之所以好，关键在于其非极性部分的函数形式好，而且参数化过程做得较好，因此算溶解自由能的精度是所有溶剂模型里拔尖的。如果没有特殊情况，建议一律使用SMD，写scrf=SMD即可使用，此时给出的体系能量已经同时包含了溶剂效应的极性和非极性部分的贡献了，而且非极性部分的贡献还会同时单独输出出来。但是，在优化和振动分析过程中使用SMD时，个别情况下可能造成本来是高对称性的结构出现虚频、优化收敛变得困难等问题，而默认的IEFPCM则没这个问题。因此使用SMD优化和振动分析时碰到这种情况时可以尝试改用默认的IEFPCM再试，对于几何优化和振动分析来说SMD和IEFPCM在结果上几乎不会有什么差异，因为对这类任务产生影响的主要是极性部分。鉴于此，我个人经验和建议：做优化、振动分析时总是用IEFPCM，而算单点能的时候则改用SMD。

lr8616 · 发表于 Post on 2022-10-10 11:01:44

sobereva 发表于 2022-10-9 19:36
解决SCF不收敛问题的方法
http://sobereva.com/61

感谢卢老师回复！最开始计算没有用scf=conver=6，最后无法收敛，于是就加上了这一条，想着算完之后的结构再重新用默认的算一遍，但是还是无法收敛

。已上传输入输出文件，还请您指点，万分感激！！

		自动登录 Automatic login	找回密码 Forget password
密码 Password			注册 Register

[综合交流] 简单量子化学问题答疑专帖（旧版，已关帖）

求助：330个原子的大体系结构优化SCF不收敛

评分 Rate

浏览过的版块