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adf:analysiswithnbo

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adf:analysiswithnbo [2019/03/18 16:16] – [2，NMR化学位移来源研究] liu.junadf:analysiswithnbo [2019/12/07 23:38] – [2，NMR化学位移来源研究] liu.jun
行 8: 行 8:
  
 三种分子坐标（已优化过）： 三种分子坐标（已优化过）：
-  * 下载 [[https://www.jianguoyun.com/p/DV9hK0IQmZ2ZBhj3xI0B|Benzene.xyz]] +==Benzene.xyz== 
-  * 下载 [[https://www.jianguoyun.com/p/DYeGvDgQmZ2ZBhj8xI0B|Aniline.xyz]] +<code> 
-  * 下载 [[https://www.jianguoyun.com/p/DXoY-eQQmZ2ZBhj_xI0B|Nitrobenzene.xyz]]+C -1.824757812322857e-08 0.0 1.388086546492958 
 +C 3.483957158586461e-07 0.0 -1.388103757599588 
 +C -1.20208985401565 0.0 0.6940262189931807 
 +C 1.20208928956273 0.0 0.694026363335261 
 +C 1.202085669625723 0.0 -0.6940422452508623 
 +C -1.202085841374482 0.0 -0.6940423784055988 
 +H 2.724381837259074e-07 0.0 2.471601387969609 
 +H 2.140452557634023 0.0 1.235758685667539 
 +H 2.140448019125522 0.0 -1.235776247384418 
 +H 6.322216570803352e-07 0.0 -2.471618481721418 
 +H -2.140448048074462 0.0 -1.235776574075104 
 +H -2.140453177291381 0.0 1.235758421978442 
 +</code> 
 + 
 +==Aniline.xyz== 
 +<code> 
 +C 0.02634029860305033 0.01333952376637963 1.400363041000567 
 +C -0.007179795914865202 0.003695754403152189 -1.366780505059519 
 +C -1.200675544470799 0.02430850740349631 0.7327145531802173 
 +C 1.213571140582467 -0.002846302211014449 0.6887502779630856 
 +C 1.210145018970043 -0.009075305794025133 -0.6999738431791451 
 +C -1.200347727946879 0.02026786842181964 -0.6639563291676205 
 +H 0.04213979092772481 0.0143046014982061 2.484749658854796 
 +H 2.154076317371675 -0.01022252146178363 1.227243584417852 
 +H 2.140831970609693 -0.02214127491820938 -1.253006173003512 
 +H -0.03098428653418753 0.001589910424158031 -2.450357164993831 
 +H -2.1444735163831 0.02714582127993931 -1.197491168849887 
 +N -2.392347143568891 -0.01829167646439736 1.441577822704841 
 +H -3.191489324549873 0.3441981367288407 0.9461003712141831 
 +H -2.340527487696055 0.3483186369234381 2.378951944917973 
 +</code> 
 + 
 +==Nitrobenzene.xyz== 
 +<code> 
 +C -2.263705859812081e-05 -3.921150415922579e-12 1.395645920383792 
 +C -0.07138163740889703 -6.3621671182235e-12 -1.389004534817759 
 +C -1.199777017417959 8.508002362480435e-12 0.7046249639831509 
 +C 1.178386775101103 -1.775591275683795e-11 0.6710247415190422 
 +C 1.143223370883506 -1.897684171902845e-11 -0.7167536771649903 
 +C -1.258465918558662 7.551715030186582e-12 -0.6786532730784466 
 +H -3.315923819217741e-05 -2.66896697648218e-12 2.47577459870747 
 +H 2.126913066453735 -2.761176908134211e-11 1.192015267334377 
 +H 2.069038743329534 -2.983723142608404e-11 -1.278400828453451 
 +H -0.09526971678052727 -7.352900555936336e-12 -2.470935745642314 
 +H -2.216413796685229 1.753694951067465e-11 -1.177660620888964 
 +O -3.492835256849649 3.395192312153884e-11 0.8404512041809662 
 +N -2.447207413767189 2.314135668682741e-11 1.461570530316278 
 +O -2.379020562002975 2.379699333810719e-11 2.675839323620847 
 +</code> 
  
 ====注意：应该先调整三个分子坐标一致，使结果具可比性==== ====注意：应该先调整三个分子坐标一致，使结果具可比性====
-使用局域分子轨道方法分析NMR、EFG，对不同的分子进行比较的时候，要注意分子的取向、位置，因为像NLMO这种方法，结果就是跟分子的位置和朝向有关。因此像本例中，我们可以通过ADFinput里面的Edit → Align功能、Edit → Set Origin功能把这3个分子的苯环放在同样的坐标、坐标系里面。可以选中苯环的6个C原子，然后Edit → Set Origin。这样苯环的中心就是坐标原点了，然后选择CH、CN、CN，然后Edit → Align → with X axis，将CH、CN、CN方向设定为X轴，这样三个分子就在同样的位置上了。结果也就具有了可比性。+使用局域分子轨道方法分析NMR、EFG，对不同的分子进行比较的时候，要注意分子的取向、位置，因为像NLMO这种方法，结果就是跟分子的位置和朝向有关。因此像本例中，我们可以通过Input里面的Edit → Align功能、Edit → Set Origin功能把这3个分子的苯环放在同样的坐标、坐标系里面。<color blue>因此可以选中苯环的6个C原子，然后Edit → Set Origin。这样苯环的中心就是坐标原点了，然后选择CH、CN、CN，然后Edit → Align → with X axis，将CH、CN、CN方向设定为X轴，这样三个分子就在同样的位置上了。结果也就具有了可比性。</color>
  
 本例中，是为了比较如下图所示的1、4、5号原子的NMR化学位移： 本例中，是为了比较如下图所示的1、4、5号原子的NMR化学位移：
行 74: 行 123:
 我们现在来查看Aniline分子中，各个原子NMR化学位移的贡献来源。SCM LOGO → Output，窗口底部输入： 我们现在来查看Aniline分子中，各个原子NMR化学位移的贡献来源。SCM LOGO → Output，窗口底部输入：
 <code bash> <code bash>
-NLMO contributions to  +NBO contributions to  ***  Isotropic Shielding Tensor  *** 
 </code> </code>
 并回车，可以搜到3个，依次是1、4、5原子的贡献情况。例如第1个原子的顺磁相贡献来源情况： 并回车，可以搜到3个，依次是1、4、5原子的贡献情况。例如第1个原子的顺磁相贡献来源情况：
 <code bash> <code bash>
- NLMO contributions to  ***  Isotropic Shielding Tensor  ***+……
  
-   + *** Paramagnetic + SO ***
- Print thresholds:           1.732 (Para + SO) +
-                             2.426 (Dia) +
-                             0.694 (Total) , in ppm +
- In the following, i is the index of an +
- NLMO as characterized in the NBO program output+
  
 +……
  
- *** Paramagnetic + SO ***+ *** Diamagnetic ***
  
- NLMO #        Lewis    Non-Lewis         L+NL      % NBO  #  (occup. ) parent NBO Label+…… 
 + 
 +*** Sum of Para + SO + Diamagnetic *** 
 + 
 +</code> 
 +分别列出了对顺磁+自旋轨道耦合耦合，逆磁的NBO分析，以及三者总和的NBO分析。我们主要关心总和的NBO分析： 
 + 
 +<code> 
 + *** Sum of Para + SO + Diamagnetic *** 
 + 
 + NBO #       contrib.  #. (occup. ) NBO Label
  --------------------------------------------------------------------------------------------  --------------------------------------------------------------------------------------------
-     9:      -49.931       -0.870      -50.801    99.0     9. (1.98065) BD ( 1) C  1- C  3 +     1:      200.405       1. (2.00000) CR ( 1) C  1 
-    10:      -52.725       -1.517      -54.241    99.1    10. (1.98278) BD ( 1) C  1- C  4 +     7:      -43.379       7. (1.98557) BD ( 1) C  1- C  3 
-    11:       -6.108        0.716       -5.391    83.9    11. (1.70876) BD ( 2) C  1- C  4 +     8:      -43.379       8. (1.98557) BD ( 1) C  1- C  4 
-    12:      -57.122        3.958      -53.163    99.0    12. (1.97995) BD ( 1) C  1- H  7 +     9:        8.606       9. (1.66260) BD ( 2) C  1- C  4 
-    14:        1.223        1.268        2.491    83.1    14. (1.67968) BD ( 2) C  2- C  5 +    10:      -71.663      10. (1.98019) BD ( 1) C  1- H  7 
-    17:       -5.632        2.695       -2.937    99.0    17. (1.98071) BD ( 1) C  3- C  6 +    12:        1.259      12. (1.66260) BD ( 2) C  2- C  5 
-    18:        1.219       -0.647        0.572    80.4    18. (1.62831) BD ( 2) C  3- C  6 +    15:       -7.475      15. (1.98557) BD ( 1) C  3- C  6 
-    19:       -3.076        0.771       -2.305    99.5    19. (1.99097) BD ( 1) C  3- N 14 +    16:        3.027      16. (1.66261) BD ( 2) C  3- C  6 
-    20:       -6.587        3.990       -2.597    99.2    20. (1.98466) BD ( 1) C  4- C  5 +    17:       -1.177      17. (1.98019) BD ( 1) C  3- H 12 
-    21:       -3.915        1.243       -2.672    99.0    21. (1.97946) BD ( 1) C  4- H  8 +    18:       -7.475      18. (1.98557) BD ( 1) C  4- C  5 
-    24:        0.514       -1.819       -1.305    99.3    24. (1.98637) BD ( 1) H 12- N 14+    19:       -1.177      19. (1.98019) BD ( 1) C  4- H  8 
 +    20:       -0.622      20. (1.98019) BD ( 1) C  5- H  9 
 +    21:       -0.622      21. (1.98019) BD ( 1) C  6- H 11 
 +    22:        3.476      22. (0.01454) BD*( 1) C  1- C  3 
 +    23:        3.476      23. (0.01454) BD*( 1) C  1- C  4 
 +    24:        1.348      24. (0.33230) BD*( 2) C  1- C  4 
 +    25:       -1.618      25. (0.01390) BD*( 1) C  1- H  7 
 +    27:        0.930      27. (0.33230) BD*( 2) C  2- C  5 
 +    30:        1.250      30. (0.01454) BD*( 1) C  3- C  6 
 +    31:        0.841      31. (0.33231) BD*( 2) C  3- C  6 
 +    33:        1.250      33. (0.01454) BD*( 1) C  4- C  5 
 +    37:        1.497      37. (0.00356) RY ( 1) C  1 
 +    79:        4.935      79. (0.00356) RY ( 1) C  3 
 +    84:       -0.672      84. (0.00007) RY ( 6) C  3 
 +   100:        4.935     100. (0.00356) RY ( 1) C  4 
 +   105:       -0.672     105. (0.00007) RY ( 6) C  4 
 +   163:       -3.635     163. (0.00058) RY ( 1) H  7 
 +   164:       -1.101     164. (0.00039) RY ( 2) H  7 
 +   173:        1.032     173. (0.00058) RY ( 1) H  8 
 +   174:        0.915     174. (0.00039) RY ( 2) H  8 
 +   213:        1.032     213. (0.00058) RY ( 1) H 12 
 +   214:        0.915     214. (0.00039) RY ( 2) H 12
  --------------------------------------------------------------------------------------------  --------------------------------------------------------------------------------------------
-   sum:     -182.140        9.791     -172.349+   sum:       56.461 
 + 
 </code> </code>
-“*** Paramagnetic + SO ***”表示顺磁项的贡献情况列表，这里列出的是第一个原子（C1）的数据。可以看到，贡献最大的三个：-50.801、-54.241、-53.163三个来源分别是C1-C3、C1-C4、C1-H4原子之间的NLMO。往下分别可以看到“逆磁项”的贡献情况列表，以及总的贡献列表。其中总的贡献列表是最重要的，也是我们最关注的。 
  
-NBO的贡献也是类似的。搜索“NBO contributions to”也可以找到对应的三处，对应1、4、5三个原子的情况。 
  
-====3，查看NLMO或NBO==== +NBO的贡献也是类似的。搜索“NBO contributions to”也可以找到对应的三处，对应1、4、5三个原子的情况。上面是$C_1$的数据。可以看到对NMR贡献最大的是$C_1$的芯电子、以及$C_1-C_3$、$C_1-C_4$、$C_1-H_7$ （也就是7、8、10号NBO键轨道）。而π轨道例如9号NBO影响非常非常小。
-SCM LOGO → View → Add → Isosurface :With Phase → 窗口底部Select Field ... → NLMOs..，分别选中如下绿色所示9、10、12三个编号的NLMO可以显示其形状，窗口底部等值面的值，由默认的0.03改为0.06，显示如下：+
  
-{{ :adf:nbonmr09.png?550 }}+====3，查看对应的NBO形状==== 
 +SCM LOGO → View → Add → Isosurface :With Phase → 窗口底部Select Field ... → NLMOs..，分别选中如下绿色所示7、8、10三个编号的NBO可以显示其形状，窗口底部等值面的值，由默认的0.03改为0.06，显示如下：
  
-这三个贡献最大的NLMO都明显具有σ轨道特征，而贡献很小的11号NLMO则具有π轨道的特征： +{{ :adf:nbonmr09.png?550 }}
- +
-{{ :adf:nbonmr10.png?200 }}+
  
-类似可以查看NBO轨道，结果类似。+这三个贡献最大的NBO都明显具有σ轨道特征。总之，芳香环的化学位移主要由σ轨道贡献，π轨道例如9号NBO轨道贡献很小，其形状为：
  
-总之，芳香环的化学位移主要由σ轨道贡献而非π轨道。+{{ :adf:nbonmr10.png?400 }}
  
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