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adf:raman2020

拉曼光谱、拉曼活性VROA的计算

我们用一个非常简单的例子来说明。《光谱学与光谱分析》第27卷,第10期,2007年10月,“饮用水激光拉曼光谱的比较与分析”。

在这篇文章中,作者检测了5种水的拉曼光谱:

虽然5种水,吸收强度、峰的位置有差别,不过大趋势差不多。也就是有3个峰,对应着三种振动。

我们就以水为例进行计算。水中存在氢键,使得水分子的形态与孤立的气态水分子略有差异。不过我们近似的以气态水分子来计算。

参数的设置与红外频率计算非常类似,可以参考费米维基:如何计算分子的频率、红外、零点能、转动能量、转动惯量、熵、焓、热熔与Gibbs自由能

计算

第一步:几何结构优化,参考费米维基:如何优化分子的几何结构

第二步:结构优化完成之后,ADFinput提示是否将结构更新为优化之后的结构,选择yes,结构即替换成优化之后的结构。然后设置参数如下:

其中:

  • XC Functional,一般如果不是配合物的话,就选中GGA中BP、PBE、BLYP都可以,差别很小
  • basis set的选择,参考费米维基:ADF:一般情况下如何选择基组Basis Set
  • 数值精度(Numerical Quality)选择normal即可,因为计算频率对精度的要求不高

另外设置:

其中

  • Raman,勾选则计算Raman光谱
  • VROA,勾选则计算拉曼光学活性
  • Frequency Range,重新扫描计算过的频率,这个最好不设置
  • Incident frequency,指入射光的能量,单位为eV,用户也可以点击单位更换为其他方便的单位
  • Life time,指定共振峰的宽度,这个值一般变化不是很大,经常设置为0.004 Hartree

这样就可以提交任务了。提交任务的方式,参考费米维基:提交作业、设定任务核数

查看结果

Raman强度、峰位置

SCM LOGO > Spectra,或者在ADFjobs选中该任务之后,点击SCM LOGO > Spectra,就弹出拉曼光谱了:

上图的上半部分,是不同频率下的振幅,下半部分是这些峰的精确位置。

从下半部分可以看到,三个峰的位置分别为:1458 1/cm、3851 1/cm、3982 1/cm。相对强度分别为2.10、87.87、28.23。

文中测试的是液相拉曼,而这里计算的实际上是气相拉曼光谱。如果要计算液相,则需要在Model → Solvation中设置溶剂化参数,隐式溶剂化一般采用COSMO方法,设置参考:COSMO、SCRF溶剂化的计算,显示溶剂则使用QMMM等方法,可以参考多尺度模拟:结构优化

在AMSSpectra窗口,点击Spectra > Vibration可以看到红外振动谱:

对比红外和拉曼,可以看到峰的位置是一样的,只是强度不同、或相反。

ROA

Spectra > VROA,可以查看Δ = Int(R) - Int(L) 前、后、极化、去极化谱,例如Δ:前

也可以Spectra > VROA,查看圆强度差(Circle Intensity Difference)

adf/raman2020.txt · 最后更改: 2024/02/26 15:28 由 liu.jun

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