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adf:geoopt [2019/12/04 22:18] – liu.jun | adf:geoopt [2020/11/12 18:46] (当前版本) – 移除 liu.jun |
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====== 如何优化分子的几何结构 ====== | |
本教程使用软件版本AMS2019.301。 | |
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此处以氧气分子举例:优化中性<chem>O2</chem>分子: | |
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=====参数设置===== | |
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{{ :adf:o2-ea01.jpg?650 }} | |
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====注意==== | |
- O2的基态是三重态(两个电子未配对),因此Spin Polarization设为2<color green>(其他例如水分子,基态是单重态,所有电子配对,那么Spin Polarization则为默认值0)</color> | |
- 体系基态处于单重态还是三重态,一般而言是由二者能量决定的,谁的能量低,就是谁; | |
- 结构优化,除了存在范德华力之外,一般对泛函、基组不太敏感,不同的参数优化出来结果几乎差别很小,而这样小的差别往往对其他性质的计算没有影响; | |
- 大体系的优化,为了提高效率,一般并不会一开始就使用精度较高的方法、基组,开始使用低精度的方法、基组,优化结束后,使用收敛的结果,增大基组,使用更高精度的泛函,接着优化,这样能在保证精度的前提下,极大地节省计算时间; | |
- <color green>结构优化Numerical Quality设置为Normal即可,与Good几乎没有任何差别,但后者计算量比前者大好几倍</color>; | |
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在ADFinput分别点击file-save,file-run,即运行计算。或者提交到服务器计算,具体参考:[[adf:maintance#提交作业]] | |
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=====结果查看===== | |
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计算结束后,查看结果:SCM - Logfile,尾部: | |
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<Dec04-2019> <22:08:51> current energy -0.35356828 Hartree | |
<Dec04-2019> <22:08:51> energy change -0.00000243 0.00100000 T | |
<Dec04-2019> <22:08:51> constrained gradient max 0.00016137 0.00100000 T | |
<Dec04-2019> <22:08:51> constrained gradient rms 0.00009317 0.00066667 T | |
<Dec04-2019> <22:08:51> gradient max 0.00016137 | |
<Dec04-2019> <22:08:51> gradient rms 0.00009317 | |
<Dec04-2019> <22:08:51> cart. step max 0.00003214 0.01000000 T | |
<Dec04-2019> <22:08:51> cart. step rms 0.00001856 0.00666667 T | |
<Dec04-2019> <22:08:51> GEOMETRY CONVERGED | |
<Dec04-2019> <22:08:51> Calculating Energy Terms for Final Geometry | |
Coordinates in Geometry Cycle 8 | |
Atom X Y Z (Angstrom) | |
1.O 0.000000 0.000000 -0.616495 | |
2.O 0.000000 0.000000 0.616495 | |
<Dec04-2019> <22:08:51> >>>> CORORT | |
<Dec04-2019> <22:08:51> >>>> CLSMAT | |
<Dec04-2019> <22:08:51> >>>> ORTHON | |
<Dec04-2019> <22:08:51> >>>> GENPT | |
<Dec04-2019> <22:08:51> Block Length= 127 | |
<Dec04-2019> <22:08:51> >>>> PTBAS | |
<Dec04-2019> <22:08:51> >>>> CYCLE | |
<Dec04-2019> <22:08:51> |Error| MaxErr Wt(A-DIIS) | |
<Dec04-2019> <22:08:51> 1 0.00000001 0.00000000 | |
<Dec04-2019> <22:08:51> 2 0.00000000 0.00000000 100.0 | |
<Dec04-2019> <22:08:51> SCF converged | |
<Dec04-2019> <22:08:51> 3 0.00000000 0.00000000 100.0 | |
<Dec04-2019> <22:08:51> >>>> TOTEN | |
<Dec04-2019> <22:08:52> >>>> POPAN | |
<Dec04-2019> <22:08:52> >>>> DEBYE | |
<Dec04-2019> <22:08:52> >>>> AMETS | |
<Dec04-2019> <22:08:52> >>>> POPUL | |
<Dec04-2019> <22:08:52> Bond Energy -0.35356828 a.u. | |
<Dec04-2019> <22:08:52> Bond Energy -9.62108233 eV | |
<Dec04-2019> <22:08:52> Bond Energy -221.87 kcal/mol | |
<Dec04-2019> <22:08:52> NORMAL TERMINATION | |
<Dec04-2019> <22:08:52> END | |
</code> | |
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注意:优化过程会不断地计算不同的分子结构,直到找到最低能量的结构为止。收敛标准得到5个T表示五个收敛标准都达到。其中第二个标准最重要,一般也是最后一个达到的,第二个标准是势能面的梯度最大值。这个标准非常严格,对于大量过渡金属参与的化学反应,过渡态搜索,有可能达不到这样严格的标准,一般到0.003左右也可以认为收敛了,可以将对应的分子结构拿来使用。 | |
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优化过程结构变化的查看: | |
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{{adf:o2-ea04.jpg|}} | |
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查看能量的变化: | |
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{{adf:o2-ea05.jpg|}} | |
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查看键长的变化: | |
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安住shift键,即可选择多个原子,如图所示,安住shift键,分别选中两个O原子,原子变为高亮,表示被选中。 | |
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{{adf:o2-ea06.jpg|}} | |
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然后 | |
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{{adf:o2-ea07.jpg|}} | |
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右方出现键长变化的图,窗口下方也会出现每一步的具体键长数值。 | |
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注意:键角、二面角也是类似,选中对应的原子,然后选择上面的选项即可。 | |
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如果要将某一帧(往往需要导出最后一帧)的结构导出,参考: | |
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* [[adf:updategeotry]] | |
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到此优化过程完成! | |
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一般结构优化完成之后,会进行频率计算,检查是不是存在虚频。如果存在虚频,则表示优化不精确,需要继续优化。但这个问题在ADF一般很少出现。因此,对于非弱键的体系,都可以省去这一步。如果不放心,可以进行频率计算。 | |
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ADF软件提供**免费试用**(一般为一个月),试用申请方式参见**费米科技维基百科:[[adf:trial|]]** | |