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楼主 Author: sobereva
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[综合交流] 简单量子化学问题答疑专帖(旧版,已关帖)

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发表于 Post on 2020-7-10 15:33:00 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-7-10 05:13
本身氢就可以直接和金属成键
可能是初始结构不合理,或者体系实际上本身就倾向于形成这个结构

谢谢sob老师,因为研究的是水环境下短肽与过渡金属离子的螯合,所以短肽跑xtb动力学模拟时的初始结构是类似下图左边的双电性结构。跑到金属离子上的H是氨基基团上的。我是应该用短肽的中性结构作为初始结构吗?


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发表于 Post on 2020-7-10 19:52:40 | 只看该作者 Only view this author
老师您好,我在尝试按照您http://sobereva.com/314这个帖子用G09对苯丙氨酸进行荧光光谱的计算。用了四种泛函计算得到的第一激发态波长数据与实验值相差很多,且振子强度很低。同样的计算另外两种氨基酸的荧光光谱,结果第一激发态的波长同样与实验值相差很多,且振子强度很小。第二个激发态与实验数据较为吻合。
       在之前用ORCA以相同的过程计算他们的荧光光谱,第一激发态结果与实验数据就比较吻合。想请问老师,高斯出现这种结果的原因。

1594381636(1).png (6.09 KB, 下载次数 Times of downloads: 35)

输入文件

输入文件

1594381691(1).png (49.17 KB, 下载次数 Times of downloads: 42)

高斯最后的输出

高斯最后的输出

1594381599(1).png (8.7 KB, 下载次数 Times of downloads: 47)

Multiwfn显示的

Multiwfn显示的

1594381728(1).png (8.88 KB, 下载次数 Times of downloads: 39)

ORCA同样级别的结果

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-11 12:28:05 | 只看该作者 Only view this author
jslo 发表于 2020-7-10 09:08
老师,在libxc库计算GGA的时候,为什么输出的结果是关于sigma的微分,(sigma(1)=(\delta \rho_(\alpha))^2 ...

这里有详述
DFT交换相关泛函库的使用方法
http://sobereva.com/211
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-11 12:29:54 | 只看该作者 Only view this author
yyf 发表于 2020-7-10 19:52
老师您好,我在尝试按照您http://sobereva.com/314这个帖子用G09对苯丙氨酸进行荧光光谱的计算。用了四种泛 ...

本来纯泛函就特别不适合算激发态

而且没具体关键词没法说Gaussian和ORCA的差异。ORCA默认用TDA,光是这点就相差很多
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-11 12:31:01 | 只看该作者 Only view this author
xxu若白 发表于 2020-7-10 15:33
谢谢sob老师,因为研究的是水环境下短肽与过渡金属离子的螯合,所以短肽跑xtb动力学模拟时的初始结构是类 ...

真空中左边的结构会自发变化到右边的结构。注意考虑溶剂模型
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发表于 Post on 2020-7-11 17:28:43 | 只看该作者 Only view this author
如果想要考察分子内的 electrostatic interaction, 应该怎么做比较合适?(因为分子内有两个官能团靠得比较近,除了用RDG看弱相互作用,也想了解一下静电有没有参与,哪个比较主导)

1.        我应该先把原子的电荷都算出来吗?如果是,什么方式比较合适?NPA 还是 CHelpG?后者好像对于静电势能图描述比较好,但是听说藏在分子里埋藏的部分会描述不好。
2.        NPA对基组不太敏感,是否小基组就足够?6-31G* 合理吗?还要更大吗?(120多个原子的体系)
3.        毕竟每一个原子都有电荷,有时候也不容易判断哪一组原子间的静电力比较重要。除了把电荷都算出来之外,还有更适合的方法去考察这种问题吗?静电势能图适合吗?

謝謝!

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发表于 Post on 2020-7-11 22:19:40 | 只看该作者 Only view this author
sob老师,请问RI-JK和RIJCOSX的结果在一系列中有可比性吗?
因为Te没有aug-cc-pVQZ-pp/JK的定义 但是我系列中只有一个路径中有Te
比如其他用!RI-DSD-PBEB95 D3BJ RI-JK aug-cc-pVQZ aug-cc-pVQZ/JK aug-cc-pVQZ/C TightSCF noautostart miniprint nopop
然后有一条有Te的比较项用 !RI-DSD-PBEB95 D3BJ RIJCOSX grid5 gridx5 aug-cc-pVQZ-pp aug-cc-pVQZ-pp/C TightSCF noautostart miniprint nopop

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-12 09:08:27 | 只看该作者 Only view this author
naonao5205 发表于 2020-7-11 22:19
sob老师,请问RI-JK和RIJCOSX的结果在一系列中有可比性吗?
因为Te没有aug-cc-pVQZ-pp/JK的定义 但是我系 ...

从误差角度可以接受,但审稿人可能bb

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-12 09:17:23 | 只看该作者 Only view this author
elvisng 发表于 2020-7-11 17:28
如果想要考察分子内的 electrostatic interaction, 应该怎么做比较合适?(因为分子内有两个官能团靠得比较 ...

没有你的体系的具体结构我不好确切回答

如果你只需要研究两个官能团整体的静电作用,被包埋部分原子电荷计算不准对于当前问题不是什么大问题,毕竟关键是是能否表现好官能团对周围的静电作用,研究对象不是原子。如果研究对象是原子,得看具体结构才能说。

NPA是绝对不能用的,对静电作用表现太烂。用Multiwfn算ADCH或CM5都比NPA对这种目的强得多。详见《原子电荷计算方法的对比》(http://www.whxb.pku.edu.cn/CN/abstract/abstract27818.shtml)里面对静电势重现性的测试。

某些情况下静电势图可以(不叫”静电势能“图)
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发表于 Post on 2020-7-12 11:02:48 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-7-11 12:29
本来纯泛函就特别不适合算激发态

而且没具体关键词没法说Gaussian和ORCA的差异。ORCA默认用TDA,光是 ...

感谢老师的回复,我也用了B3LYP和PBE0来计算他的激发态,第一激发态没有纯泛函的波长差别这么远,但也是与实验值相差了很大的波长,同样的振子强度也很低。
      再请问一下老师,高斯的这种计算过程没有问题的话,我要绘制荧光光谱,是否能把第一个振子强度很低,波长差距较大的激发态忽略掉,选择第二个激发态来绘制荧光光谱。或者高斯是否有关键词可以解决这种问题。
      另附上ORCA计算激发态的关键词,请老师看下是否TDA是主要原因,是的话我再仔细研究下TDA。

1594522728(1).jpg (9.63 KB, 下载次数 Times of downloads: 43)

B3LYP关键词

B3LYP关键词

1594522775(1).png (10 KB, 下载次数 Times of downloads: 51)

B3LYP输出结果

B3LYP输出结果

1594522849(1).png (13.58 KB, 下载次数 Times of downloads: 39)

ORCA的关键词

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发表于 Post on 2020-7-12 23:28:17 | 只看该作者 Only view this author
sob老师好!我是一名高中化学老师,开了一门计算化学选修课,原本的学习内容主要是通过Gaussian、GaussView和Multiwfn实现的,但是现在中美打科技战,在高中阶段还是想更多实现国产软件的使用,哪怕使用起来不似gaussian功能那么强大,也想让学生知道我国科学家在这方面的努力。

我想知道国产有没有可以替代Gaussian的软件,不需要全部功能替代,我执行的计算特别简单,基本就是求能量,几何优化,偶极矩,最多加个过渡态寻找,只要能执行以上计算就行。学校很难报销购买费用,我只能自费购买版权,目前了解到的PWmat,但是如果是软硬件一起买的话,对我一个小小的高中老师经济压力太大了,想问下有没有其他更高性价比的选择。谢谢您~

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发表于 Post on 2020-7-13 00:02:11 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 dingniu2 于 2020-7-13 00:40 编辑

请问老师关于用PBEPBE/Def2SVP计算过渡金属配合物自旋态的问题,读过老师的帖子“谈谈片段组合波函数与自旋极化单重态”,我的做法是:对于未知过渡金属配合物,我的计算流程为:先做单重态几何优化+频率,之后在此结构上做单点+stable关键词,如果显示“The wavefunction has an RHF -> UHF instability.”就表明单重态不是基态,需要再计算自选极化单重态和三重态。如果显示“The wavefunction is stable under the perturbations considered.”则表明单重态是基态,不需要再计算自选极化单重态和三重态。
(1)请问老师这样做对吗?(2)如果波函数不稳定,这时该用stable=opt继续做,还是改成三重态或自旋极化单重态做?

(3)做stable时可以和scf=xqc一起使用吗?
(4)stable可以在opt+freq中一起使用吗,还是必须在单点任务中使用stable?
谢谢老师!!

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-13 10:11:19 | 只看该作者 Only view this author
yyf 发表于 2020-7-12 11:02
感谢老师的回复,我也用了B3LYP和PBE0来计算他的激发态,第一激发态没有纯泛函的波长差别这么远,但也是 ...

和实验对比有很多因素都可能导致显著差异
诸如溶剂效应、复合物的形成等等。你用S2就相当于假定违背Kasha规则,然而想严格证明一个体系是反kasha规则的不是容易事

TDA下激发态振子强度根本不准,此文明确说了
乱谈激发态的计算方法
http://sobereva.com/265http://bbs.keinsci.com/thread-415-1-1.html

用BP86计算有机体系激发态完全是不可接受的事
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-13 10:15:43 | 只看该作者 Only view this author
dingniu2 发表于 2020-7-13 00:02
请问老师关于用PBEPBE/Def2SVP计算过渡金属配合物自旋态的问题,读过老师的帖子“谈谈片段组合波函数与自旋 ...

描述的时候一定要说清楚“闭壳层单重态”还是“自旋极化单重态”。自旋极化单重态本来就是单重态

闭壳层单重态不稳定时亦有可能是4、5、6重态等情况,根据实际情况判断

本来如果自旋极化单重态是基态的时候,stable=opt自动就能给你找到自旋极化单重态波函数。stable=opt只不过是一种比较昂贵的自动寻找当前稳定波函数的方法,这不是唯一选择。

3 可以
4 不能
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-13 10:20:23 | 只看该作者 Only view this author
asasas 发表于 2020-7-12 23:28
sob老师好!我是一名高中化学老师,开了一门计算化学选修课,原本的学习内容主要是通过Gaussian、GaussView ...

PWmat不属于量子化学程序,和Gaussian完全没有可比性。若非要讲第一性原理程序的话,中科大的ABACUS倒算是纯正中国开发的,而且还不要钱。

建议你就用Gaussian。如果换成非美国的,德国开发的ORCA是不二之选,免费,安装容易,而且也能用Multiwfn可视化、看轨道、绘制光谱,并且可以用avogadro代替gview建模。我也写过不少教程。
国产量化程序没有适合你的目的的。BDF虽然在相对论量子化学方面很出色,但是一般搞应用性计算的内行人都不用,就更别提高中阶段了。PySCF虽然是中国人为首开发的,但是也有很多外国人参与,而且用那个还得学Python,也明显不适合高中阶段,PySCF主要是面向搞理论的人的。

各国合作才是大型计算化学程序开发未来的主流趋势,没必要强求非得是纯粹中国开发,Gaussian里面也有一些中国人参与。就算程序是中国人写的,那操作系统、编译器还是外国人开发的。我认为只要在高中阶段介绍一下有哪些中国人开发的计算化学类程序,在哪些方面有特点、优势就够了,没必要非得让学生自己也非得去用。
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