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adf:howtocalcdipole

延申阅读:偶极矩数据背后的计算方法

一、找到所需数据

找到原子的坐标(ADF实际上把AMSinput中输入的分子进行了转动、平移,得到偏向对称化的坐标):

FRAGMENTS
=========                                     Atoms in this Fragment     Cart. coord.s (Angstrom)
                                             -------------------------------------------------------
  1  O                                                 1  O            0.0000    0.0000   -0.2431
  2  H                                                 2  H            0.0000    0.7838   -0.7973
  3  H                                                 3  H            0.0000   -0.7838   -0.7973

找到每个原子的偶极矩,即下面的dip-x、dip-y、dip-z三列;单极电荷是其中的charge列:

Atomic electronic multipole moments from SCF equations (a.u.)
 atom        charge        dip-x     dip-y     dip-z      quad-xx   quad-xy   quad-xz   quad-yy   quad-yz   quad-zz
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  1 O     -0.180319     0.000000  0.000000 -0.418443    -0.987367  0.000000 -0.000000  0.963644  0.000000  0.023722
  2 H      0.090160    -0.000000  0.092555 -0.030222    -0.170094  0.000000  0.000000  0.160764 -0.076767  0.009330
  3 H      0.090160    -0.000000 -0.092555 -0.030222    -0.170094  0.000000 -0.000000  0.160764  0.076767  0.009330

二、计算分子偶极矩的两个组分

计算过程可以考虑使用Excel表格的计算功能。

1,组分1

计算所有原子的偶极矩叠加,原子dip总和:

  
dip-x= 0.000000-0.000000-0.000000= 0.0
dip-y= 0.000000+0.092555-0.092555= 0.0
dip-z=-0.418443-0.030222-0.030222=-0.478887

dip总和(矢量,单位为原子单位a.u.):

(0.0, 0.0, -0.478887)

这是原子偶极总和对整个分子偶极矩的贡献。

2,组分2

计算原子的单极电荷对整个分子偶极矩的贡献,也就是原子的单极电荷乘以各自坐标:

O:-0.180319*(0.0000, 0.0000,-0.2431)=0.0, 0.0,       0.0438355
H: 0.090160*(0.0000, 0.7838,-0.7973)=0.0, 0.0706674,-0.0718846
H: 0.090160*(0.0000,-0.7838,-0.7973)=0.0,-0.0706674,-0.0718846

所有原子的单极电荷对整个分子偶极矩的贡献加和起来(矢量,但长度单位为埃,乘以1.8897269之后成为原子单位a.u.):

1.8897269*(0.0+0.0+0.0, 0.0+0.0706674-0.0706674, 0.0438355-0.0718846-0.0718846)
=1.8897269*(0.0, 0.0, -0.0999337)
=(0.0, 0.0, -0.1888474)

同时可以得到正电中心坐标和负电中心坐标(这里用不上,但计算诱导力的时候会用到):

也就是分别将正、负电荷量作为权重,对坐标进行平均,例如对本例:

负电中心:

(0.0000, 0.0000,-0.2431);

正电中心:

0.090160*(0.0000, 0.7838,-0.7973)/(0.090160+0.090160)+0.090160*(0.0000,-0.7838,-0.7973)/(0.090160+0.090160)
=(0.0000, 0.0000,-7973)

正电中心坐标和负电中心坐标,二者的均值为电偶极子的中心

三、计算分子的偶极矩

分子的偶极矩=dip总和+单极电荷对整个分子偶极矩的贡献:

(0.0, 0.0, -0.478887)+(0.0, 0.0, -0.1888474)=(0.0, 0.0, -0.6677344)

模为:0.6677344 a.u.

单位换算为Debye:0.6677344 a.u.=0.6677344*2.542=1.6973808 Debye

adf/howtocalcdipole.txt · 最后更改: 2024/11/14 15:13 由 liu.jun

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