分子体系的量子化学计算：ADF

• ADF参数设置详解
• ADF常见问题及解决方式[目录]
• ADF在线英文手册

• ADF产生的各个文件都是干什么的
• 如何阅读*.logfile
• 如何阅读*.out

一、基态

1.1 基态电子密度与电子态分析

• 如何得到标量相对论轨道与旋轨耦合相对论轨道之间的对应关系（SR vs. SO）
• 单点能计算、HOMO、LUMO、IP、EA的计算、分子轨道的成分
• GW方法精确计算电子能级、HOMO、LUMO、电子亲和势EA、解离势IP
• QMMM的基态计算
• 原子核处电子密度、Isomer shifts、Mössbauer 四极分裂与 Mössbauer 谱
• ADF中同位素的设置
• 使用FDE方法强制体系的某个区域带电
• 如何计算电子密度的空间分布
• 计算自旋密度
• 计算基态的$S^2$
• ADF中如何计算、消除BSSE
• 电荷分解分析（CDA）
• 计算部分电荷（Atomic Charge，Partial Charge）
• 无周期性约束的DFT分子动力学模拟：分子数量变化曲线、自动单步反应分析
• 分子的电偶极矩、四极矩的计算
• 如何计算分子体系的电子局域函数（ELF）
• 如何通过计算拉普拉斯电子密度区分共价键和离子键
• 如何计算能量相对于坐标的梯度
• 计算芳香性指数Iring与多中心指数MCI
• 计算Spinor：Spin Magnetization Density
• 分子的静电势空间分布图、RDG函数
• 静电势、电子密度等函数沿某条路径的数值分布（通过图形窗口简单生成）
• 显示原子轨道、Spinor径向分布
• 如何显示分子体系范德华表面的静电势分布
• 计算键临界点（BCPs）的电子密度、密度梯度、密度Hessian、ELF、动能密度、Laplacian、密度梯度、电子密度拉普拉斯、静电势……的数值
• 如何使用AIM方法计算键径和键临界点、环临界点，以及临界点电子密度、密度梯度、能量密度、多种能量密度变化率、氢键强弱
• 非共价作用NCI: Non-Covalent Interactions
• 极化率、聚合物介电常数的计算

1.2 化学反应

• 优化分子的几何结构
• 更高效的大分子进行结构优化
• 势能面扫描PES
• PES多条件同步扫描
• 限制性结构优化
• 过渡态搜索、自由能、活化能的计算
• 氧化还原电位的计算
• 内反应坐标IRC
• 气相分子的频率、红外IR、零点能、转动能量、转动惯量、熵、焓、热容与Gibbs自由能，液相自由能与焓的计算
• 使用COSMO-RS计算气相、液相自由能与通过频率计算气相自由能进行比较
• 如何只计算部分原子的频率、相关的Gibbs自由能
• 多尺度模拟：结构优化
• 如何计算溶液中氧化还原Gibbs自由能变化
• 可极化力场的 QM/MM方法：DRF与QM/FQ
• （简缩）福井函数、亲核性、亲电性的第一性原理预测

1.3 核磁NMR、ESR、VCD、拉曼与共振拉曼

• 计算NMR化学位移
• 计算开壳层体系的NMR
• 考虑自旋-自旋耦合的1H-NMR化学位移的计算
• 使用NBO、NLMO分析NMR化学位移、EFG贡献来源
• 以蒽为例计算Nucleus Independent Chemical Shifts(NICS)衡量环芳香性
• 如何计算分子体系的自旋－自旋耦合常数（Spin-Spin Coupling）
• 如何计算电子顺磁共振（EPR、ESR）g因子、A因子
• 振动圆二色谱VCD的计算
• 振动圆二色谱VCD的分析：原子位移、EDTM、MDTM、GCO
• 拉曼光谱、拉曼活性VROA的计算
• DFT计算共振拉曼
• 如何计算表面增强拉曼光谱SERS

1.4 载流子迁移

• 分子间的转移积分、电子迁移率、空穴迁移率的计算
• FDE方法计算分子间电子、空穴转移，相关在位能site energy、激发能Excitation energy的计算
• FDE方法计算分子间电子、空穴转移，相关在位能site energy、激发能Excitation energy（英文视频，含理论讲解）
• charge-transfer state energy (E(CT)) 的计算

1.5 溶剂化

• COSMO、SCRF溶剂化的计算
• 如何计算溶液中氧化还原Gibbs自由能变化
• DFT计算溶剂化自由能（Free Energy of Solvation）
• 如何使用高阶的溶剂化功能3D-RISM
• 超越连续溶剂化模型的溶剂化：3D-RISM(英文教程)

1.6 非线性光学

• 计算静态极化率α与非线性光学性质β、γ
• 计算动态超极化率、双光子吸收截面TPA Cross Section
• 等离激元增强双光子吸收（英文教程）

二、化学键、相互作用分析

• EDA化学键分析（分子间作用、氢键）
• EDA-NOCV化学键分析（配位键）：配合物的EDA-NOCV分析（Science 2018）
• EDA-NOCV化学键分析（分子间作用）：二聚体能量分解（EDA）中轨道作用、电子在片段轨道间转移的分解
• EDA-NOCV化学键分析（一般化学键）
• 计算QTAIM电荷、键径、临界点、NBO分析、NPA电荷、NLMO/NPA键级
• NLMO/NBO轨道图的绘制
• 分析金属d、f轨道在配合物中的分裂情况
• 键能、表征键的强度
• 计算MAYER键级、G-J键级、N-M键级
• 差分电子密度的计算：分子与片段的电子密度之差、碎片形成整体导致的电荷转移
• 片段间轨道的重叠积分、Fock算符对片段轨道的矩阵的计算
• 如何分析二聚体对单体振动频率的影响
• 原子间相互作用能分析方法IQA：Interacting Quantum Atoms
• PyFrag：自动化深度分析化学键，及化学键在化学反应过程中的变化

三、激发态

2.1 垂直跃迁、简单激发、拉曼、ECD、XANES、NEXAFS

• 激发态的能量是多少？怎么看？
• POLTDDFT方法快速计算Au、Ag团簇吸附小分子体系紫外可见吸收谱
• 如何查看跃迁偶极矩？
• 紫外可见吸收谱与自然跃迁轨道NTO、辐射跃迁寿命、跃迁偶极矩（相对论：Scalar）
• 紫外可见吸收谱与自然跃迁轨道NTO、辐射跃迁寿命、跃迁偶极矩（相对论旋轨耦合：Spin-Orbit）
• 紫外－可见吸收谱与自然跃迁轨道NTO、跃迁偶极矩（非相对论）
• 振动分辨电子光谱的计算
• 激发态CDD（激发态与基态电子密度之差）、激发态电子密度
• 激发态电荷转移描述符（Charge-transfer descriptors）
• 三重态的零场劈裂
• 激发态偶极矩
• 如何计算XPS
• QMMM方法计算紫外光谱计算
• 精确溶剂化方法FDE计算溶质的紫外光谱计算
• 亚丙基丙酮在水溶液中的紫外光谱计算(COSMO溶剂化模型)
• 如何计算电子圆二色（ECD）谱
• 内层电子的激发
• 如何计算X射线吸收谱（指定吸收谱波段为X射线谱段）
• X射线近边吸收光谱（XANES）、扩展X射线吸收精细结构谱（EXAFS）
• X射线吸收谱视频教程（英文）
• 如何计算自旋翻转激发：N重态跃迁到N±2重态
• 配体场密度泛函（LFDFT）计算的软件操作
• 配体场密度泛函LFDFT计算f→d电子激发转移的应用案例
• LFDFT视频教程（英文）
• 文献重现：使用DFT估算系间窜跃（ISC）速率以及计算金属配体电荷转移（MLCT）

2.2 系间窜跃

• TDDFT计算S→T与T→S跃迁、自旋-轨道耦合矩阵元SOCMEs、辐射跃迁速率常数
• 基态DFT方法计算T1 → S0跃迁
• 文献重现：通过DFT预测第三代OLED材料TADF逆向系间窜跃速率 (JACS, 2017)
• 计算三重激发态到S0的跃迁偶极矩
• Franck-Condon因子、Huang-Rhys因子的计算
• 势能面最小交叉点MECP
• 自旋禁阻三重态发射的圆偏振发光 (CPL) 不对称因子和磷光寿命
• GW-BSE 方法精确计算 S0-T1 能隙

2.3 激发态结构、过渡态、频率

• 如何进行T1态结构优化
• 如何进行三重高激发态（Tn，N≥2）的几何结构优化
• 如何进行单重激发态的结构优化（非相对论）
• 如何进行单重激发态的结构优化（Scalar相对论）
• 使用Spin-Orbit优化激发态
• 如何进行单重激发态的振动频率计算
• 如何进行三重激发态的振动频率计算
• 如何进行激发态的过渡态搜索

2.4 光发射

• 如何计算磷光发射谱（计算、实验对比）
• 如何计算荧光发射谱（计算、实验对比）
• 计算X射线发射谱（XES）

四、其他

• 使用Python脚本优化Range Separated Hybrids泛函γ值
• AMS软件：自动探索表面吸附位点
• AMS软件：自动探索表面化学反应机理案例-氧化物表面的水离解
• AMS软件：根据反应物、产物的分子结构，筛选反应通道

五、建模

• AMS的基本建模功能（视频）：新版AMS加氢快捷键由Ctrl h 改为Ctrl e
• 建模：创建球形团簇
• 取代基效应研究（批量建模）
• 利用点群创建高对称分子
• 分子晶体中，分子间电荷转移计算的建模