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adf:nd-waters

Unrestricted四重态片段的能量分解分析(EDA):2H2O-Nd3+

本例以四重态的<chem>Nd3+</chem>离子与两个水分子之间的相互作用为例,简单的说明。

结构优化

由于BAND的收敛性比ADF略差,因此我们先使用ADF进行结构优化,得到<chem>2H2O</chem>-<chem>Nd3+</chem>的结构(文件在上文的下载链接中可以见到)

EDA计算参数设置

设置基本参数,包括基组、泛函、相对论(这里因为指定四重态,因此只能用Scalar相对论)、Numerical quality用了默认设置(后面的设置修改了k空间的设置为只计算Gamma点,因此这里显示see details)。注意一定要勾选Unrestricted,周期性设置为None:

ndwaters01.jpg

体系分为两个区域(分区操作,参考:如何创建分区):

ndwaters02.jpg

设置自旋多重度:Spin Polarization的数字比自旋多重度小1:

ndwaters03.jpg

不使用对称性:

ndwaters05.jpg

设置只计算Gamma点:

ndwaters06.jpg

因为这个体系有对称性,因此可能有一些简并轨道,这样可能会有分数占据的电子,为了避免分数占据,我们指定占据方式如下:

charge 3
occupations
1 8 1 1 1 1 1 1 1//8 1 1 1 1
end

其中charge 3是为整个体系指定带电量。这个关键词只能在周期性设置为None的时候可以这样设置。有周期性的体系,不能设置原胞的电荷,那样会得到发散的能量。occupations关键词中的第一个数字1,是表示第1个不可约表示。后面是alpha电子和beta电子的占据方式设置如下:

ndwaters07.jpg

勾选片段功能,表示确实进行片段分析,并设置<chem>Nd3+</chem>片段的自旋极化也为3:

ndwaters09.jpg

检查碎片的参数设置

Main面板的参数会继承“主任务”的参数。 ndwaters11.jpg

检查自旋极化的设置是不是正确(继承了上面主任务中Multilevel里面的自旋极化设置):

ndwaters10.jpg

检查Gamma点设置:

ndwaters12.jpg

检查对称性设置:

ndwaters13.jpg

设置电荷、占据:

charge 3
occupations
1 4 3//4
end

ndwaters14.jpg

同样的检查水分子部分:

ndwaters15.jpg

ndwaters16.jpg

ndwaters17.jpg

提交计算(在ADFjobs窗口可以选中“主任务”,点击菜单栏Job > Run则自动依次执行两个片段的计算、“主任务”的计算)。

结果查看

 检查是不是四重态

首先检查<chem>Nd3+</chem>是不是四重态(选中Nd-water.Nd任务,ADF LOGO > View > Add > Isosurface: With Phase,之后窗口下方Select Field选择Orbitals(occupied)):

ndwaters18.jpg

可以看到A的最大编号为7(表示7个alpha电子),B的最大编号为4(表示4个beta电子),确实是四重态。水分子这里是闭壳层,一般没有问题,就省去检查了。类似检查Nd-water的电子占据方式,也可以发现确实是四重态。

键能能量分解(EDA)

在ADFjobs窗口选中Nd-water任务,之后点击ADF LOGO > Output > PEDA Energy Terms:

   P E D A   E n e r g y   T e r m s
  -------------------------------------------------------------------
  BP                  au           eV     kcal/mol       kJ/mol
  -------------------------------------------------------------------
   E_int    |   -0.28486       -7.751      -178.75       -747.9
   E_Pauli  |    0.10731        2.920        67.34        281.8
   E_elstat |   -0.20283       -5.519      -127.28       -532.5
   E_orb    |   -0.18934       -5.152      -118.81       -497.1
            |
   E^0      |   -0.09552       -2.599       -59.94       -250.8
   T^0      |    0.74889       20.378       469.94       1966.2
   Elst^0   |   -0.76660      -20.860      -481.05      -2012.7
   XC^0     |   -0.07781       -2.117       -48.83       -204.3
            |
   E_orb    |   -0.18934       -5.152      -118.81       -497.1
   T_orb    |    0.23726        6.456       148.88        622.9
   Elst_orb |   -0.35841       -9.753      -224.90       -941.0
   XC_orb   |   -0.06820       -1.856       -42.79       -179.1
  -------------------------------------------------------------------

表示EDA分析中,两个甲基之间的轨道相互作用能是-0.18934 au = -5.152 eV = -118.81 kcal/mol = -497.1 KJ/mol 其他各项能量的含义,具体参考pEDA能量各项的含义

adf/nd-waters.txt · 最后更改: 2019/12/18 22:07 由 liu.jun

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