如何计算能量相对于坐标的梯度

在几何结构优化的过程中,*.out文件会在每一个step里给出当前结构的能量梯度。几何结构优化参考:优化分子的几何结构

输出*.out文件中,搜索“Energy gradients wrt nuclear displacements”可以看到梯度信息:

 Geometry CYCLE 1
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 Energy gradients wrt nuclear displacements
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     Atom      Cartesian (a.u./angstrom)
                 X         Y         Z
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     1 Ni    0.000000 -0.000000 -0.000000
     2 C     0.020219  0.020219  0.000000
     3 O     0.007190  0.007190 -0.000000
     4 C     0.020219 -0.020219  0.000000
     5 O     0.007190 -0.007190 -0.000000
     6 C    -0.020219 -0.020219  0.000000
     7 O    -0.007190 -0.007190 -0.000000
     8 C    -0.020219  0.020219  0.000000
     9 O    -0.007190  0.007190 -0.000000
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Geometry Convergence after Step   1       (Hartree/Angstrom,Angstrom)
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current energy                               -2.77525481 Hartree
energy change                      -2.77525481     0.00100000    F
constrained gradient max            0.02021874     0.00100000    F
constrained gradient rms            0.01168087     0.00066667    F
gradient max                        0.02021874
gradient rms                        0.01168087
cart. step max                      0.02310782     0.01000000    F
cart. step rms                      0.01632873     0.00666667    F

其中Energy gradients wrt nuclear displacements下面的内容,就是能量的梯度,不过注意单位是a.u./angstrom。分别列出了每个原子的梯度在x、y、z方向的分量。