计算基态的$S^2$

基组泛函的设置略过,参考一般单点计算ADF参数设置详解,可以在其基础上提高精度。

如果 Main 勾选了 Unrestricted,Relativity 选择 Scalar(当然点击后面 > 按钮可以详细设置相对论方法,ZORA、X2C都可以),那么计算结束,SCM → Output 窗口底部搜索“S squared”,即可看到类似如下内容:

 S**2 value  ***  see also R. Bulo et al., J.Am.Chem.Soc., 124 (2002) 13903-13910, note (29)  ***

  
                                       exact      expectation value

 Total S2 (S squared)                  0.75000             0.76188

期望值为 0.76188。0.75实际上是指 $S^2 = S(S+1) = 1/2*(1/2+1)=0.75$。

对于闭壳层体系的激发态,ADF 将分别计算单重态和三重态,可以在输出中很容易找到。对于 Unrestricted 开壳层体系,由于自旋污染,这种分离是不可能的。

电子的轨道角动量 L 通常是不计算的,它只与孤立原子有关。对于这样的体系,可以从点群推断出态的特征。手册中提供了更多信息

激发态的S值

Perturbative SOC计算激发态后,微扰之后的激发态,可以看到三重态、单重态组分的权重,根据权重计算均值。这不是计算期望值的正确方法,但它可以提供一个很好的猜测。注意,精确计算激发态绝非易事。