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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 2021-10-22 16:09:39 | 只看该作者 Only view this author
化小白 发表于 2021-10-22 07:57
老师,您好,想问一下,为什么同样的阴离子用M06-2X/def2SVP优化结构成功找到过渡态,而用b3lyp/6-31+G(d) ...

M06-2X/def2SVP优化得到的过渡态,活化能多大?
如果活化能特别小,那么有可能有的理论级别算出来有活化能,有的算出来没有。此时无法判断哪个是更可靠的,如果一定要搞清楚到底有没有过渡态,只能用更高精度的方法优化
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=XW6C6eQAAAAJ
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
主页:http://www.qitcs.qd.sdu.edu.cn/info/1133/1776.htm
GitHub:https://github.com/wzkchem5
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发表于 Post on 2021-10-22 17:39:36 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-10-22 16:09
M06-2X/def2SVP优化得到的过渡态,活化能多大?
如果活化能特别小,那么有可能有的理论级别算出来有活化 ...

老师,您好,用M06-2X/def2SVP算出来的活化能确实非常小,只有6.19Kj/mol,本来是打算用M06-2X计算的,由于整个体系前面部分涉及到过渡金属,所以就用b3lyp优化了,老师,可以认为这部分没有过渡态吗?

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发表于 Post on 2021-10-22 18:39:42 | 只看该作者 Only view this author
化小白 发表于 2021-10-22 10:39
老师,您好,用M06-2X/def2SVP算出来的活化能确实非常小,只有6.19Kj/mol,本来是打算用M06-2X计算的,由 ...

可以先说没有过渡态,然后补充一句说考虑到泛函误差,不排除有一个特别低的过渡态。然后把M06-2X的结果放SI
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
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发表于 Post on 2021-10-22 19:41:48 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2021-10-22 18:39
可以先说没有过渡态,然后补充一句说考虑到泛函误差,不排除有一个特别低的过渡态。然后把M06-2X的结果放 ...

好的,谢谢老师

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发表于 Post on 2021-10-22 20:05:10 | 只看该作者 Only view this author
卢老师您好,我有一个疑问:做的解离能量折线图,命名为potential energy diagram,纵左边是相对能量(采用的是吉布斯自由能),想问一下以吉布斯自由能为纵坐标的能量折线图可不可以直接叫势能图?

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发表于 Post on 2021-10-22 22:56:06 | 只看该作者 Only view this author
sob老师好,在文献的时候,看到了“降维的坐标空间”的概念,如下图。请问这里的横纵坐标是如何确定的呢?为什么要构建这样子的势能面?

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1.png

keefer2017-pes.pdf

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-10-23 03:45:09 | 只看该作者 Only view this author
Yin 发表于 2021-10-22 22:56
sob老师好,在文献的时候,看到了“降维的坐标空间”的概念,如下图。请问这里的横纵坐标是如何确定的呢? ...

为了描述清楚势能面交叉区域附近势能面的特征。势能面是3N-6维的,没法完整描述,完整构建也根本算不动,所以恰当定义两个坐标,展现了对讨论当前问题最关键的势能面子空间。
具体怎么构建的我没时间看原文,可能是取的FC点通向S2极小点、通向圆锥交叉点这两个方向的坐标
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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思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-10-23 03:48:01 | 只看该作者 Only view this author
409407227 发表于 2021-10-22 20:05
卢老师您好,我有一个疑问:做的解离能量折线图,命名为potential energy diagram,纵左边是相对能量(采用 ...

建议叫Free energy profile,用potential energy这词会有歧义
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-10-23 03:53:15 | 只看该作者 Only view this author
化小白 发表于 2021-10-22 14:57
老师,您好,想问一下,为什么同样的阴离子用M06-2X/def2SVP优化结构成功找到过渡态,而用b3lyp/6-31+G(d) ...

对比的时候,别同时换多个条件。泛函和基组都变了,结果明显不同,你就没法判断是泛函的原因还是基组的原因。没有当前体系具体信息,都没法判断氢的极化的重要性、重原子的弥散的重要性。
如果想排除基组层面可能导致的问题,改用6-311+G**,再来对比两种泛函
不说体系具体特征,别人很难判断哪个级别应当比较靠谱
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发表于 Post on 2021-10-23 09:22:04 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-10-23 03:48
建议叫Free energy profile,用potential energy这词会有歧义

谢谢卢老师的解答

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发表于 Post on 2021-10-23 14:38:52 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-10-23 03:45
为了描述清楚势能面交叉区域附近势能面的特征。势能面是3N-6维的,没法完整描述,完整构建也根本算不动, ...

好的,谢谢老师。

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发表于 Post on 2021-10-23 17:51:16 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-10-22 10:51
甭用lanl2DZ那么过时的基组,好好看
谈谈赝势基组的选用
http://sobereva.com/373(http://bbs.keinsci ...

感谢Sob老师的指点,发现很多论文都在用这一套泛函和基组,就先试用了。
我现在选Lanl2TZ(f) + 6-311g*的赝势基组重新计算一下。

但关于泛函还有几个问题想请教一下:
我关注的材料除了过渡金属配合物,还有一些是大共轭结构的主体材料,CT态发光的TADF材料等等,对于这几类材料,似乎B3LYP都不是特别好的泛函选择,但B3LYP同时又是计算HOMO和LUMO的比较好的选择。那么我想计算这些材料的HOMO和LUMO的话,应该用什么泛函比较合适?

还有一个关于HOMO和LUMO计算的问题:
目标分子基态优化后,在GaussView里点击菜单栏的MO editer,会得到该分子全部的分子轨道能量,将轨道能量乘以27.21138是不是就能得到该几何构型的HOMO和LUMO了?那么还需要在基态极小点结构下,用KS-DFT方法做个单点能计算得HOMO-LUMO gap么?

多谢老师指导

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发表于 Post on 2021-10-23 18:02:06 | 只看该作者 Only view this author
seantan521 发表于 2021-10-23 17:51
感谢Sob老师的指点,发现很多论文都在用这一套泛函和基组,就先试用了。
我现在选Lanl2TZ(f) + 6-311g* ...

过渡金属配合物看到底是第几周期的金属,单核还是双核,壳层情况等,没法一概而论,看卢老师博文《简谈量子化学计算中DFT泛函的选择》http://bbs.keinsci.com/thread-536-1-1.html。如果适合PBE0,可以考虑。大共轭材料文献中用ω-tuned的泛函的比较多,你可以看下卢老师博文《优化长程校正泛函w》http://bbs.keinsci.com/thread-4100-1-1.html和《在Gaussian中自定义范围分离泛函的方法》http://bbs.keinsci.com/thread-17256-1-1.html
只用HOMO-LUMO gap讨论未必是最佳做法,可以参考卢老师博文《正确地认识分子的能隙(gap)、HOMO和LUMO》http://bbs.keinsci.com/thread-16758-1-1.html
顺便,LanL2TZ(f)基组Gaussian没有内置,要去EMSL找定义然后用卢老师博文《详解Gaussian中混合基组、自定义基组和赝势基组的输入》http://sobereva.com/60的方式自定义。

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发表于 Post on 2021-10-23 18:09:00 | 只看该作者 Only view this author
seantan521 发表于 2021-10-23 17:51
感谢Sob老师的指点,发现很多论文都在用这一套泛函和基组,就先试用了。
我现在选Lanl2TZ(f) + 6-311g* ...

正确地认识分子的能隙(gap)、HOMO和LUMO
http://sobereva.com/543
现代化学以狄拉克的一句“一切化学问题业已解决”为嚆矢。滥觞于经验主义传统的期望正失去它们的借鉴意义。但面对看似不可达的通往天堂之阶梯,我想循伍德沃德“最好的模型是你底物的对映异构体”的信仰好过过早地振翮。
我们怀揣热忱的灵魂天然被赋予对第一性的追求,不屑于单一坐标的约束,钟情于势能面彼端的芬芳。但

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发表于 Post on 2021-10-23 21:27:23 | 只看该作者 Only view this author
请问老师,用第一性原理计算的人通常用PBE泛函,因为他们用杂化泛函耗时长,经常有人问gaussian计算大多数情况(不涉及过渡金属间成键),为什么首先选择杂化泛函,看过老师的“简谈量子化学计算中DFT泛函的选择”知道什么情况用哪些泛函,但对于多数情况下杂化泛函优于纯泛函的原因还不清楚,请问老师这个原因要用简单扼要的几句话该如何回复?谢谢老师!

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