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adf:geoopt

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adf:geoopt [2018/03/14 11:36] – [参数设置] liu.junadf:geoopt [2019/12/04 22:34] – [查看键长键角、二面角的变化] liu.jun
行 1: 行 1:
 ====== 如何优化分子的几何结构 ====== ====== 如何优化分子的几何结构 ======
 +本教程使用软件版本AMS2019.301。
 +
 此处以氧气分子举例:优化中性<chem>O2</chem>分子: 此处以氧气分子举例:优化中性<chem>O2</chem>分子:
  
 =====参数设置===== =====参数设置=====
  
-{{ :adf:o2-ea01.jpg |}}+{{ :adf:o2-ea01.jpg?650 }}
  
 ====注意==== ====注意====
-  - O2的基态是三重态(两个电子未配对),因此Spin Polarization设为2<color green>(其他例如水分子,基态是单重态,所有电子配对,那么Spin Polarization则为默认值0)</color>; +  - O2的基态是三重态(两个电子未配对),因此Spin Polarization设为2<color green>(其他例如水分子,基态是单重态,所有电子配对,那么Spin Polarization则为默认值0)</color> 
-  - 因为O2很小因此为了省事直接把优化的基组设置成了TZP实际上分子比较大的时候设置为DZP好(省时间; +  - 体系基态处于单重态还是三重态,一般而言是由二者能量决定的,谁的能量低,就是谁; 
-  - <color green>结构优化Numerical Quality设置为Normal即可,与Good几乎没有任何差别</color>+  - 结构优化,除了存在范德华力之外,一般对泛函、基组不太敏感,不同的参数优化出来结果几乎差别很小,而这样小的差别往往对其他性质的计算没有影响; 
 +  - 大体系的优化,为了提高效率,一般并不会一开始就使用精度较高的方法、基组,开始使用低精度的方法、基组,优化结束后,使用收敛结果,增大基组,使用高精度的泛函,接着优化,这样能在保证精度的前提下,极大地节计算时间; 
 +  - <color green>结构优化Numerical Quality设置为Normal即可,与Good几乎没有任何差别,但后者计算量比前者大好几倍</color>
  
-在ADFinput分别点击file-save,file-run,即运行计算。+在ADFinput分别点击file-save,file-run,即运行计算。或者提交到服务器计算,具体参考:[[adf:maintance#提交作业]]
  
 =====结果查看===== =====结果查看=====
 +==== 检查优化是否成功?====
 +计算结束后,查看结果:SCM - Logfile,尾部:
 +<code>
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  current energy                               -0.35356828 Hartree
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  energy change                      -0.00000243     0.00100000    T
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  constrained gradient max            0.00016137     0.00100000    T
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  constrained gradient rms            0.00009317     0.00066667    T
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  gradient max                        0.00016137
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  gradient rms                        0.00009317
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  cart. step max                      0.00003214     0.01000000    T
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  cart. step rms                      0.00001856     0.00666667    T
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  GEOMETRY CONVERGED
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  Calculating Energy Terms for Final Geometry
 + Coordinates in Geometry Cycle 8
 +   Atom                               (Angstrom)
 +   1.O         0.000000    0.000000   -0.616495
 +   2.O         0.000000    0.000000    0.616495
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  >>>> CORORT
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  >>>> CLSMAT
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  >>>> ORTHON
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  >>>> GENPT
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  Block Length= 127
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  >>>> PTBAS
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  >>>> CYCLE
 +<Dec04-2019> <22:08:51>              |Error|         MaxErr       Wt(A-DIIS)
 +<Dec04-2019> <22:08:51>      1      0.00000001      0.00000000
 +<Dec04-2019> <22:08:51>      2      0.00000000      0.00000000    100.0
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  SCF converged
 +<Dec04-2019> <22:08:51>      3      0.00000000      0.00000000    100.0
 +<Dec04-2019> <22:08:51>  >>>> TOTEN
 +<Dec04-2019> <22:08:52>  >>>> POPAN
 +<Dec04-2019> <22:08:52>  >>>> DEBYE
 +<Dec04-2019> <22:08:52>  >>>> AMETS
 +<Dec04-2019> <22:08:52>  >>>> POPUL
 +<Dec04-2019> <22:08:52>   Bond Energy          -0.35356828 a.u.
 +<Dec04-2019> <22:08:52>   Bond Energy          -9.62108233 eV
 +<Dec04-2019> <22:08:52>   Bond Energy        -221.87       kcal/mol
 +<Dec04-2019> <22:08:52>  NORMAL TERMINATION
 +<Dec04-2019> <22:08:52>  END
 +</code>
  
-计算结束后查看总能量+注意: 
 +  * 优化过程会不断地计算不同的分子直到找到最低能量的结构为止。 
 +  * energy change表示优化过程中,能量的变化量 
 +  * constrained gradient max表示最大能量梯度 
 +  * constrained gradient rms表示能量梯度均值 
 +  * cart. step max表示原子的最大位移量 
 +  * cart. step rms表示原子平均位移量 
 +  * 上述五个标准都达标了后面就会有5个T,F表示未达标,字母前面的数值是判断标准 
 +  * 一般而言,第二个标准最重要,也往往是最后一个达标的。默认标准为0.001,已经是一个比较严格的标准了
  
-{{adf:o2-ea02.jpg|}} +====查看优化过程结构能量变化==== 
- +SCM Movie
-{{adf:o2-ea03.jpg|}} +
- +
-注意:优化过程会不断地计算不同的分子结构,直到找到最低能量的结构为止。收敛标准得到5个T表示五个收敛标准都达到。其中第二个标准最重要,一般也是最后一个达到的,第二个标准是势能面的梯度最大值。这个标准非常严格,对于大量过渡金属参与的化学反应,过渡态搜索,有可能达不到这样严格的标准,一般到0.003左右也可以认为收敛了,可以将对应的分子结构拿来使用。 +
- +
-优化过程结构变化的查看: +
- +
-{{adf:o2-ea04.jpg|}} +
- +
-查看能量的变化+
  
 {{adf:o2-ea05.jpg|}} {{adf:o2-ea05.jpg|}}
  
-查看键长的变化: +====查看键长键角、二面角的变化====
- +
-安住shift键,即可选择多个原子,如图所示,安住shift键,分别选中两个O原子,原子变为高亮,表示被选中。 +
- +
-{{adf:o2-ea06.jpg|}}+
  
-然后+Graph - delete graph,删掉之前的能量变化曲线。按住shift键,即可选择多个原子,如图所示,安住shift键,分别选中两个O原子,原子变为高亮,表示被选中。然后Graph - Distance, Angle, Dihedral,即可查看键长的变化曲线,如果选中三个、四个原子,则显示对应的键角、二面角的变化曲线:
  
 {{adf:o2-ea07.jpg|}} {{adf:o2-ea07.jpg|}}
行 53: 行 92:
 一般结构优化完成之后,会进行频率计算,检查是不是存在虚频。如果存在虚频,则表示优化不精确,需要继续优化。但这个问题在ADF一般很少出现。因此,对于非弱键的体系,都可以省去这一步。如果不放心,可以进行频率计算。 一般结构优化完成之后,会进行频率计算,检查是不是存在虚频。如果存在虚频,则表示优化不精确,需要继续优化。但这个问题在ADF一般很少出现。因此,对于非弱键的体系,都可以省去这一步。如果不放心,可以进行频率计算。
  
-ADF软件提供**免费试用**(一般为一个月),试用申请方式参见**费米科技维基百科:[[adf:trial|]]**+ADF软件提供**免费试用**(一般为一个月),试用申请方式参见**:[[adf:trial|]]**

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