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[xtb] xtb程序结果诡异一例

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Grimme的实现GFN-xTB方法的xtb程序现在很火,速度快,功能丰富,大有取代MOPAC之势。不过今天算的一个体系发现xtb的结果相当诡异,是GFN-xTB这个新方法本身的问题还是xtb程序有问题尚不好说,总之对xtb的结果得留个心眼,不能盲目直接采用。

这是MOPAC2016在PM6-D3H4下优化的靛青在水微环境中的结构,基本合理(优化时冻结了靛青),计算时同时用了eps=78.3关键词通过COSMO表现更外部的隐式水溶剂


用类似初始结构,xtb用xtb solvated.xyz -opt -gbsa h2o命令优化完了成了这样(也冻结了靛青)。明显水层结构不对劲,这种分布情况如同靛青向外部加了非常强的电场一样,把水的朝向彻底极化,以至于应有的氢键结构都很大程度破坏了。


如果不冻结靛青,优化完了居然靛青弯了!


而且此时水的键角也很不合理,居然才90度左右!

不过,气相下xtb优化出来溶剂层倒是正常,不过还是破坏了靛青的平面性,如下所示,故不算非常合理(之前其它计算,给我感觉xtb对于共轭平面的描述不算很理想,有点太“柔”,容易弯曲)。

PM6-D3H4计算时如果不固定靛青,虽然优化出来也有一点弯曲,但属于正常范围。



xtb用的是目前最新版Wed Oct 25 22:32:27 CEST 2017更新的
初始结构文件一起附上以便重复 solvated_5A.xyz (13.38 KB, 下载次数 Times of downloads: 31)

总之xtb的-gbsa还是慎用,而且对于大共轭体系,如果共轭平面扭曲明显,也别用xtb了。不过据说xtb新的大版本快出来了,也许到时候就没这些问题了。

顺带一提,xtb给出的CM5电荷也不合理,常规DFT级别下计算出来水的氧的CM5电荷为-0.65左右,而xtb给出的高达-1.0。
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发表于 Post on 2018-1-19 20:42:09 | 只看该作者 Only view this author
1,显式溶剂模型和隐式溶剂模型混合使用是否妥当?是否单独使用会合理?如果将COSMO换成SMD能否有所改善?

2,半经验方法使用的基组是极小基,这是不是CM5电荷计算有误的原因之一?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2018-1-19 21:56:08 | 只看该作者 Only view this author
我本是个娃娃 发表于 2018-1-19 20:42
1,显式溶剂模型和隐式溶剂模型混合使用是否妥当?是否单独使用会合理?如果将COSMO换成SMD能否有所改善?
...

1 这是杂化溶剂模型,很常用。xtb和MOPAC里都没有SMD。MOPAC用的是COSMO,和SMD的极性部分在实际效果上相似(虽然明显没那么严格),xtb的GBSA主要是用于分子模拟领域的。

2 是主要因素之一
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发表于 Post on 2018-1-20 03:28:34 | 只看该作者 Only view this author
前段时间Grimme给xtb的用户群发了邮件,说正在搞下一个版本并且重新优化参数,想让大家把碰到的problematic case报告给他,sob可以把这个发给他

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2018-1-20 10:38:11 | 只看该作者 Only view this author
agent99 发表于 2018-1-20 03:28
前段时间Grimme给xtb的用户群发了邮件,说正在搞下一个版本并且重新优化参数,想让大家把碰到的problematic ...

我之前也有此意,不过还是懒得写
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发表于 Post on 2020-2-18 05:54:08 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 IIIO_OIII 于 2020-2-18 06:09 编辑

用xtb 6.3.0重新计算了社长提供的xyz file。具体命令是:xtb solvated.xyz -opt 2 -gbsa h2o

这是结果: xtbopt.xyz (17.96 KB, 下载次数 Times of downloads: 4)
这个文件 charges (3.78 KB, 下载次数 Times of downloads: 4) 里的charge应该是社长说的CM5电荷吧?H2O中氧的CM5电荷在-0.67左右。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-2-18 12:20:36 | 只看该作者 Only view this author
IIIO_OIII 发表于 2020-2-18 05:54
用xtb 6.3.0重新计算了社长提供的xyz file。具体命令是:xtb solvated.xyz -opt 2 -gbsa h2o

这是结果: ...

加上-molden选项,把得到的molden文件载入Multiwfn,用主功能7算一下CM5电荷,对一下便知
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发表于 Post on 2020-2-19 08:08:53 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-2-18 12:20
加上-molden选项,把得到的molden文件载入Multiwfn,用主功能7算一下CM5电荷,对一下便知

不一样。Multiwfn得到的H2O中氧的CM5电荷在-0.8左右。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-2-19 12:59:02 | 只看该作者 Only view this author
IIIO_OIII 发表于 2020-2-19 08:08
不一样。Multiwfn得到的H2O中氧的CM5电荷在-0.8左右。

输出文件里也会直接体现原子电荷,看看对应xtb输出文件里什么电荷
无非就是Mulliken和CM5电荷,也可以拿Multiwfn算的Mulliken电荷进行对比。
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发表于 Post on 2020-2-20 02:41:00 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-2-19 12:59
输出文件里也会直接体现原子电荷,看看对应xtb输出文件里什么电荷
无非就是Mulliken和CM5电荷,也可以拿 ...

xtb输出的charge文件中的值,和用Multiwfn算出的Mulliken charge是一样的。多谢社长指导!

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