如何计算QTAIM电荷、NPA电荷

本教程针对AMS2019.3及以前的版本，AMS2020以后的版本请参考链接：计算QTAIM电荷、键径、临界点、NBO分析、NPA电荷、NLMO/NPA键级

说明：氨基酸在水中通常会形成氢键。因此不能使用通常的溶剂化模型如COSMO、SCRF等等来描述，而应该将溶剂分子直接地与溶质分子同等地考虑在内。但溶剂分子的热运动导致溶剂分子相对于溶质的位置比较难以确定。

精确的处理这类问题，需要进行第一性原理分子动力学或者第一性原理的蒙特卡洛模拟，得到溶剂分子相对于溶质分子的位置。这样工作量比较大。

一个比较节省的，可靠性也较高的方式，是将溶剂分子按可能形成氢键的位置预先摆放在溶质分子附近，通过几何结构优化，找到溶剂分子相对于溶质分子的位置。然后基于这样的几何结构计算原子的电荷分配。

我们以甘氨酸举例。使用软件为AMS2019.301。

导入优化之后的分子结构，并设置参数如下：

如果要进行NBO分析，则增加如下图所示设置：

如果要进行QTAIM分析，则增加如下所示设置：

其中设置Normal、Extended、Full计算的内容依次增多、更全面。一般的键径、临界点，Normal即已经包含了。

保存，并运行。

在任意窗口，点击SCM - View - Properties - Atom info - QTAIM charge - Show

即可显示原子的QTAIM电荷。

Properties - QTAIM (Topology)即可显示临界点、键径等，此时原子不再显示，View - Molecule - Ball and Stick恢复显示：

鼠标放置在CP上时，会显示坐标值，该坐标值单位为Bohr，1 Bohr=0.52917721 Å，而Out文件中显示的坐标单位是Å。

在Out文件中搜索“N A T U R A L B O N D O R B I T A L A N A L Y S I S”可以找到NBO分析的结果，包括NBO键级、NBO轨道与电子占据数、NPA电荷等信息。

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