计算红外振动频率,需要计算原子与原子之间的作用力、力常数,也就是需要计算能量对位置的一阶梯度与二阶梯度。
通过公式直接得到能量一阶梯度、二阶梯度的解析表达式,之后由解析表达式得到,这称为解析频率。
对于一些泛函,表达式较为复杂,例如杂化泛函,能量梯度表达式非常复杂,甚至无法得到,这时候,计算能量对位置的一阶梯度与二阶梯度,就是通过拟合来完成的。另外,激发态的频率计算,也是如此。
所谓拟合,也就是对原子的坐标做微小的偏移,然后计算这个发生了微小形变的分子的能量,与形变前的能量比较,进而得到能量的梯度。二阶梯度也类似得到。
就精度与计算量而言,解析梯度(对应解析频率)的精确度低于数值梯度(数值频率)。计算量而言,解析梯度(对应解析频率)的计算量小于数值梯度(数值频率)
ADF默认采用解析梯度,如果要使用数值梯度。如果要改为数值频率,则可以在Details-Frequencies中,将第一个选项Analytical frequencies改为No即可。对杂化泛函,目前没有解析梯度。