如果分子有对称性,创建好之后,务必点一下窗口底部的★符号,这样程序在计算的时候,才能识别点群,大大提高计算效率。
注意(非常重要):Main的设置都是是关于基态的!
Task:常用的选项包括Single Point、Geometry Optimization、IRC、PES Scan、Transition State Search等。
Frequencies:Task设定为Single Point,勾选该选项,则计算分子的振动性质,比如红外频率、以及热力学性质(与分子的振动有关)。详细使用参考气相分子的频率、红外IR、零点能、转动能量、转动惯量、熵、焓、热容与Gibbs自由能,液相自由能与焓的计算
Total Charge:指左边窗口整个体系总共带的电量。ADF2016以后的版本也支持将电荷指定到特定的片段上去(在Model > Constraint DFT中设置)
Spin Polarization:设定未配对电子数。如果有一个电子没有配对(二重态)则填1,有两个电子没有配对(三重态)则填2,以此类推。故而奇数电子的体系,此处应填写奇数;偶数电子体系,此处应填写偶数。此处设置与Total Charge的设置是相关的。二者设置的不正确,则在保存任务的时候,会弹出提示:Warning:…will use fractional occupation numbers.Check the molecular structure.Consider enabling the unrestricted option.
Unrestricted:此设置是关于自旋向上和向下的电子是否使用同一套空间波函数轨道。如果不打勾(默认),自旋向上的电子和向下的电子,空间波函数一致,仅仅自旋相反;如果打勾,则表示自旋向上的电子与自旋向下的电子,其波函数分别通过迭代求得。
XC Functional:指定计算所使用的泛函。参考:不同泛函的特点
Relativity:指定相对论的设置。一般对重元素必须使用,轻元素可用可不用,默认打开。启更详细介绍,请参考相对论中Scalar与Spin-Orbit的区别、如何计算单重态到三重态的激发(相对论、许可跃迁)
Basis Set:设置计算所使用的基组,具体参考:ADF:一般情况下如何选择基组Basis Set、如何为不同元素指定不同基组、ADF:对同一种元素的不同原子指定不同基组。对于吸附问题的计算,包括氢键、范德华力的研究,都需要增大基组至少一个级别。对NMR、ESR研究,往往使用最大基组。对高激发态的研究,需要使用弥散基组。
Frozen Core:参考同上。但对于重元素,例如Cu、U,使用Core Large的结果往往更可靠。Forzen Core的含义:一般认为内层电子不参与化学反应,在原子中与在分子中几乎没有差别,因此为了节省计算量,对内层电子直接沿用原子轨道,只让外层电子参与自洽迭代,这样能够相当大的节省计算量。Core None指没有电子被冻芯,Core Large指最大程度地冻结电子,只保留最少的价电子参与迭代。具体可以为每种元素指定冻芯程度。设置方法参考:如何为不同元素指定不同基组
Numerical Quality:设置空间积分的精度,一般结构优化选用Normal,如果使用metaGGA或者Meta-Hybrid,则需要使用Very Good或者Excellent。NMR、ESR计算,必须选择Good或者Very Good。精度越高,表示将分子所在的空间划分的格点越细,这样计算量越大,计算得到的波函数也越精细。而meta泛函之所以选择高精度,是因为meta泛函与电子密度空间分布的二阶导相关。一般meta泛函只是在非常局域的轨道存在的时候使用,例如存在d电子、f电子的体系,这些体系电子密度在空间分布中震荡很剧烈,二次二阶梯度也较大。格点不够细致的话,会漏掉很多剧烈震荡的信息。
基组对精度的影响比Numerical Quality大,而Numerical Quality对效率的影响很大(往往差几倍)。因此一般宁愿增大基组,也不要轻易增大Numerical Quality。尤其是对体系中重元素用大的基组,轻元素用小的基组,对效率和精度非常关键。
Main菜单是关于基态的。Properties > Excitations(UV/Vis),CD 是关于激发态的参数设置。如果Main选择了Scalar,激发态选择Spin-Orbit (Perturbative),表示基态使用标量相对论,激发态计算通过微扰理论,将自旋轨道耦合考虑为微扰算符,进而计算旋轨耦合。如果Main选择Scalar,激发态选择Allowed only或者Singlet Only、Trinplet Only、Singletandtriplet,则表示不考虑自旋轨道耦合,但相对论对电子动能的影响则是考虑在内的。目前相对论效应的影响主要包括:动能、旋轨耦合两方面。
某些功能必须要求打开该功能,例如自旋翻转激发的计算,具体在保存任务的时候,会弹出提示。另外,存在明显电荷转移的情况时,勾选TDA更好。
设置需要计算的激发态的个数,默认为10个。会影响吸收谱的偏短波一端的峰形(因为只计算了能量最低的10个峰)。但也不宜设置的过大,一般不要超过60,会非常严重地增大内存需求。而且如果不关心高激发态,也没必要设置的比较大。
Properties和details的设置参考ADF模块的常用功能使用范例:分子体系的量子化学计算:ADF
NMR计算的参数设置,务必参考NMR计算使用什么参数比较好?