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adf:fragmentanalysis [2019/12/07 01:09] – liu.jun | adf:fragmentanalysis [2020/11/20 21:44] – liu.jun | ||
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行 1: | 行 1: | ||
- | ======分子间相互作用能、分子之间相互作用能、键能、键解离能、结合能计算、键能分解EDA、片段轨道布居====== | + | ======EDA应用于分子间作用、氢键体系:作用能分解、片段轨道布居====== |
使用该功能发表的代表性工作: | 使用该功能发表的代表性工作: | ||
* [[http:// | * [[http:// | ||
行 12: | 行 12: | ||
片段是一个比较广义的概念,可以是分子的部分和部分之间相互作用,也可以是分子和分子之间的相互作用,方法原理都是一样。如果是分子内部一个区域与另一个区域相互作用,那么将这两个区域当成两个片段即可,如果是分子和分子间相互作用,那么将每个分子当成一个片段就可以了。如果要考虑相对论的片段分析,那么设置参数的时候,勾选 Main > Relativity > Scalar就可以了,目前ADF不支持Spin-Orbit的片段功能。 | 片段是一个比较广义的概念,可以是分子的部分和部分之间相互作用,也可以是分子和分子之间的相互作用,方法原理都是一样。如果是分子内部一个区域与另一个区域相互作用,那么将这两个区域当成两个片段即可,如果是分子和分子间相互作用,那么将每个分子当成一个片段就可以了。如果要考虑相对论的片段分析,那么设置参数的时候,勾选 Main > Relativity > Scalar就可以了,目前ADF不支持Spin-Orbit的片段功能。 | ||
- | 下面以分子内部区域与区域之间的相互作用为例子,来演示计算的过程。 | + | 下面以分子内部区域与区域之间的相互作用为例子,来演示计算的过程。使用AMS2019.03完成计算。 |
- | 1,创建分子(具体创建过程,可以参考:[[adf: | + | 1,建模的操作,参考:[[adf: |
- | 首先应该进行结构优化,之后才进行片段分析。结构优化如何使用?请参考:[[adf: | + | 首先应该进行结构优化,之后才进行片段分析。结构优化如何使用?请参考:[[adf: |
假定已经优化完成,如下演示的是片段分析的参数设置: | 假定已经优化完成,如下演示的是片段分析的参数设置: | ||
行 37: | 行 37: | ||
SCM > level | SCM > level | ||
- | {{: | + | {{ : |
- | 第二列轨道是分子轨道,其他列为片段轨道。 | + | 第二列轨道是分子轨道(底部有分子的名称,例如本例保存任务名字叫AT,因此底部分子也叫做AT),其他列为片段轨道,底部有碎片的名称。该图定性显示整个二聚体的分子轨道与两个碎片的分子轨道之间的关系。红线越粗,表示该碎片轨道贡献越大。鼠标放置在能级上,将显示定量贡献百分比。 |
====EDA==== | ====EDA==== | ||
- | 点击SCM的LOGO > output查看文本格式的输出文件中能量分解部分: | + | 点击SCM的LOGO > Output > Properties > Bonding Energy Decomposition查看文本格式的输出文件中能量分解部分: |
- | {{: | + | {{ : |
- | + | ||
- | {{: | + | |
其中键能,就是Total Bonding Energy。这个数字,在logfile末尾也有。 | 其中键能,就是Total Bonding Energy。这个数字,在logfile末尾也有。 | ||
上图中进行了EDA(Energy Decomposition Analysis)分析: | 上图中进行了EDA(Energy Decomposition Analysis)分析: | ||
- | - 第一种分解方法:总的键能分为三个部分(如上图所示):(Total )Pauli Repulsion、Electrostatic Interaction(也就是库伦项)、Total Orbital Interactions,其中前两项都与轨道的空间位置有关系。而第三项又可细分为Kinetic、Coulomb、XC(+HF) | + | - 理论参考:[[adf:eda]] |
- | - 第二种分解方法:总的键能分为四个部分:Electrostatic Energy、Kinetic Energy、Coulomb (Steric+OrbInt) Energy、XC Energy | + | - 本例使用了色散修正泛函,因此还包含第四个部分:色散能。 |
- | - 本例没有使用色散修正泛函,因此不包含色散能。 | + | |
- | - EDA的分法理论依据,参考:[[adf: | + | |
====键能、键解离能、结合能计算==== | ====键能、键解离能、结合能计算==== | ||
这个如果是两个片段的话,那么这个能量就是两个片段之间的结合能。 | 这个如果是两个片段的话,那么这个能量就是两个片段之间的结合能。 | ||
- | 键解离能有两种描述方式,一种就是直接采用键能(一般为负值);另一种需要在键能的基础上加上准备能(聚合体中的片段们,分别进行能量最小化,之后到能量降低量之和,即准备能,为正值) | + | 键解离能有两种描述方式,一种就是直接采用键能(一般为负值);另一种需要在键能的基础上加上准备能(聚合体中的片段们,分别进行能量最小化,之后的能量降低量之和,即准备能,为正值) |
====片段轨道布居==== | ====片段轨道布居==== | ||
- | SCM LOGO > Output > Properties > %SFO per orbital,会显示类似如下内容: | ||
- | <code bash> | ||
+ | SCM LOGO > Output > Properties > %SFO per orbital,会显示类似如下内容: | ||
+ | < | ||
=== AA === | === AA === | ||
- | SFO contributions (%) per orbital | + | SFO contributions (%) per orbital |
| | ||
- | | + | |
| | ||
| | ||
| | ||
- | 12: 0.00 | + | 30: 0.01 |
- | 18: 0.00 | + | 33: 0.31 |
- | 22: | + | 34: 0.00 |
- | 23: -0.14 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00 -0.00 0.00 | + | 35: 5.48 0.91 81.44 |
- | 25: 0.00 19.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 72.32 0.00 -0.00 5.10 0.00 | + | 36: 0.00 0.10 0.03 0.03 0.21 93.18 |
- | 26: 0.00 -0.59 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 | + | 37: 0.01 0.28 0.11 0.25 0.70 2.87 54.47 27.53 |
- | 28: 0.00 0.00 40.15 0.00 0.00 0.00 0.00 | + | 38: 0.02 0.29 0.07 0.22 0.55 0.61 |
- | 29: -0.00 -0.00 -0.74 -0.00 -0.00 | + | 39: 0.00 |
- | 38: 12.60 0.00 4.13 | + | 40: 0.00 0.16 0.00 |
- | | + | |
- | | + | |
- | | + | 175: 0.03 0.00 0.77 0.22 0.01 0.58 1.21 0.38 0.00 0.62 -0.01 0.00 |
- | 54: 0.00 | + | 177: |
- | | + | 178: 0.34 79.99 0.90 0.22 0.52 0.18 0.32 0.00 0.01 0.04 |
- | | + | 179: 0.08 0.00 |
- | 68: 0.20 0.00 0.04 0.05 0.00 0.00 -0.01 -0.00 0.00 0.40 | + | 180: |
- | 81: 0.00 19.43 | + | 181: |
- | | + | 182: 0.01 0.07 0.03 -0.01 0.00 0.76 |
- | | + | |
- | | + | |
- | 96: 0.20 0.00 0.04 0.00 0.05 | + | 185: |
- | | + | |
- | 110: 0.00 0.99 | + | |
- | | + | |
- | 123: | + | |
- | 124: | + | |
- | | + | |
- | 138: | + | |
- | + | ||
| | ||
| | ||
- | | + | 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 |
- | 0.01 | + | |
- | 1.84 0.01 | + | |
- | 1.99 1.99 1.51 0.02 0.03 0.01 0.01 -0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 | + | |
- | | + | 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 |
- | | + | 0.00 |
- | | + | 0.00 0.00 |
- | | + | 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 |
- | 0.03 | + | |
- | 1.98 0.08 -0.01 -0.00 0.00 -0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 | + | |
- | 1.99 1.99 1.51 0.02 0.03 0.01 0.01 -0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 | + | |
- | | + | |
+ | | ||
+ | | ||
+ | 2.00 2.00 1.99 | ||
+ | | ||
+ | 0.00 0.00 0.00 0.00 | ||
+ | 0.00 0.00 0.00 0.00 | ||
+ | 0.00 0.00 | ||
+ | 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 | ||
+ | | ||
+ | | ||
+ | | ||
+ | | ||
+ | | ||
</ | </ | ||
- | 此处显示的是AA不可约表示的MO的组分,以及SFO布居情况(Total SFO Gross Populations in this Irrep)。例如第4个片段轨道(也就是第4个SFO,也就是第一行第4个数字:0.01),占据了0.01个电子;第5、6个分别是0.03、0.00。 | + | 注意, |
+ | * 如果体系有对称性,则该数据是按照不可约表示分别列出的。不可约表示的通俗理解,参考:[[adf: | ||
+ | * SFO contributions (%) per orbital显示的是整个二聚体的分子轨道(也就是 Orb.那一行,其数字是轨道的序号, occup是该轨道的电子占据数)与碎片轨道之间的组合关系 | ||
+ | * Total SFO Gross Populations in this Irrep显示的是,每个碎片轨道上,分布了多少个电子,这里面可以看到存在微弱的电子转移,例如第24号SFO失去了0.01电子,因此只有1.99电子了。最前面的19个轨道是冻芯轨道,没有列出电子占据数,显示为0。 | ||
- | 那么第4、5、6SFO分别是什么? | + | 24SFO是哪个轨道呢?可以查询。点击Properties > SFO construction,看到AA不可约表示中的SFO列表(同样地,需要看对应的不可约表示,例如这里需要看AA): |
- | + | < | |
- | 可以查询。点击Properties > SFO construction,看到AA不可约表示中的SFO列表: | + | |
- | < | + | |
=== AA === | === AA === | ||
- | Nr. of SFOs : | + | Nr. of SFOs : |
- | | + | |
- | 1 2 | + | 1 |
- | 6 | + | 221 |
- | 44 27 33 39 | + | |
- | | + | 15 17 21 |
- | 57 | + | 31 38 33 |
- | | + | 46 47 49 |
- | 82 84 85 87 88 95 90 91 93 | + | 61 62 |
- | 97 98 99 | + | |
- | 115 110 111 | + | 95 90 91 93 97 98 99 |
- | | + | |
- | 137 | + | |
- | 155 150 151 | + | |
- | | + | |
- | 177 178 179 | + | |
- | | + | 177 |
- | | + | |
+ | 204 | ||
+ | 216 | ||
+ | 229 | ||
+ | 244 | ||
+ | 260 | ||
+ | 272 | ||
+ | 288 | ||
+ | 302 | ||
+ | 318 | ||
+ | 330 | ||
+ | 346 | ||
+ | 361 | ||
+ | 376 | ||
+ | 389 | ||
+ | 402 | ||
+ | 412 | ||
+ | 418 | ||
SFO (index | SFO (index | ||
indx incl.CFs) | indx incl.CFs) | ||
| | ||
- | | + | |
- | ( | + | ( |
- | | + | |
- | ( -964.940 eV) | + | ( |
- | 3 3 2.000 -3.742 au | + | |
- | ( -101.818 eV) | + | ( |
- | | + | |
- | ( -1.859 eV) | + | ( |
- | | + | |
- | ( 3.557 eV) | + | ( -21.386 eV) |
- | | + | |
- | ( 23.994 eV) | + | ( -19.099 eV) |
- | | + | |
- | ( 144.926 eV) | + | ( -16.688 eV) |
- | | + | |
</ | </ | ||
- | 在(index | + | 可以看到,24 SFO实际上就是Region_1的5 AA轨道,在Region_1碎片单独存在的时候,能级为-0.786 au = -21.386 eV |
====注意==== | ====注意==== | ||
- | 实际上,本例是一个较为复杂的体系,复杂之处,在于其中的Ni片段是开壳层的。本例中,没有对各个片段进行单独指定其电子占据方式。实际计算过程中,如果某个片段是开壳层的,或者非满占据的,片段计算完毕之后,都要检查片段的占据方式是不是正确。请参考[[adf: | ||
其他详细的功能,参考:[[adf: | 其他详细的功能,参考:[[adf: |