差别

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--- adf:homolumo [2016/08/02 00:35] – liu.jun
+++ adf:homolumo [2019/12/07 09:43] – [4，查看Bonding Energy] liu.jun
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-====== 如何计算HOMO、LUMO、离子势IP、亲和能EA======
+====== 单点计算、计算HOMO、LUMO、离子势IP、亲和能EA======
-**1，导入分子**（此处假定分子已经是优化好的结构，如果结构没有优化好，那么可以参考[[如何优化分子的几何结构|ADF结构优化]]）
+=====1，建模=====
-把要计算的分子的坐标，从文本文件中复制：
+导入优化好的分子（此处假定分子已经是优化好的结构，如果结构没有优化好，那么可以参考[[adf:geoopt]]）
-{{adf:homo-lumo01.jpg?400|}}
+打开ADFjobs窗口，SCM - New Input打开新的Input窗口（Linux系统如果有桌面，那么在命令行输入ADFinput即打开Input窗口），File - Import Coordinates 可以读取xyz、mol等格式的坐标。
-打开ADFinput：（windows：在开始菜单中找到ADFinput图标并点击，即打开ADF的图形界面；Linux：如果在Linux服务器的桌面，那么在命令行输入ADFinput即打开图形界面）。粘贴到ADF图形界面中：
+=====2，参数设置=====
-{{adf:homo-lumo02.jpg?400|}}
+{{ adf:homo-lumo03.jpg?650 }}
-或者在图形截面按CTRL+V也可以粘贴。
+补充说明：
+  * 详细参数说明，例如泛函、基组、相对论、自旋极化、电荷的选择，参考：[[adf:parameters]]
+  * 杂化泛函例如B3LYP计算HOMO、LUMO的值一般比GGA精确，但是注意B3LYP不适用于强关联体系、多金属中心体系；
+=====3，运行计算=====
-**2，参数设置**
+{{ adf:homo-lumo04.jpg?650 }}
-{{adf:homo-lumo03.jpg?400|}}
+提交作业，可以如上图所示，在Input窗口，File - Run提交，也可以在ADFjobs窗口，点击该行（该行变成灰色）选中该任务，然后菜单栏Job - Run提交。ADFjobs窗口，右边的齿轮表示正在运行
-补充说明：
+{{ adf:homo-lumo05.jpg?500 }}
-  * Total charge指整个体系的带电量，例如本例为中性分子，带电量为0；
-  * Spin polarization指未配对电子数，本例中所有电子全部配对，因此为0；
-  * XC potential in SCF指计算使用的泛函，本例采用B3LYP泛函；
-  * Basis set指基组，对于比较轻的元素，例如CHONS之类，几何优化一般使用DZP基组足够，计算性质例如HOMO、LUMO、吸收光谱设为TZP足够，如果是较大的原子例如Au、Pt等，优化时采用TZP基组，性质计算时采用QZ4P足够；
-  * Frozen core指冻芯近似，一定程度上能够节省计算量，但一般在结构优化时使用，性质计算时不使用，因此如本例设置为none，表示不使用；
-  * Numerical quality指积分精度，结构优化时normal足够，性质计算时good足够，如果使用metaGGA或者metaHybrid则需要excellent。
-**3，运行计算**
+如果要杀死任务，可以选中该任务，然后Job - Kill。运行完毕后，右侧的标志从齿轮变成了实心球：
-{{adf:homo-lumo04.jpg?400|}}
+{{ adf:homo-lumo06.jpg?500 }}
-弹出ADFjobs窗口，右边的齿轮表示正在运行
+=====4，查看Bonding Energy=====
+在*.logfile尾部有Bonding Energy信息：
+<code>
+<Dec07-2019> <09:38:10>   Bond Energy          -1.01810786 a.u.
+<Dec07-2019> <09:38:10>   Bond Energy         -27.70412446 eV
+<Dec07-2019> <09:38:10>   Bond Energy        -638.87       kcal/mol
+<Dec07-2019> <09:38:10>  >>>> POPUL
+<Dec07-2019> <09:38:10>  NORMAL TERMINATION
+<Dec07-2019> <09:38:10>  END
+Job HOMOLUMO has finished
+</code>
+Bonding Energy为-1.01810786 a.u. = -27.70412446 eV = -638.87       kcal/mol
-{{adf:homo-lumo05.jpg?400|}}
+Bonding Energy与Total Energy的差别是：一般而言，能使用Total Energy的地方，都可以使用Bonding Energy代替，但反过来不可以。二者含义的差别，参考：[[adf:bonding_energy与total_energy]]。
-运行完毕后，变成实心球
+所谓单点能也是指这个能量，“单点”中的“点”是指势能面中的一个“点”，也就是一种分子结构，单点能指这种结构的能量。
+=====5，查看HOMO、LUMO=====
-{{adf:homo-lumo06.jpg?400|}}
+可以在Input窗口，SCM - levels，或者在ADFjobs窗口，选中该任务，SCM - levels，从而打开该任务的结果的能级图：
-**4，查看HOMO、LUMO**
+{{ adf:homo-lumo07.jpg?650 }}
-{{adf:homo-lumo07.jpg?400|}}
+第二列的能级是分子的能级，第一列，以及后面所有列，都是原子的能级，这个图反应分子轨道与原子轨道的关系。其中红色或者蓝色的线，表示分子轨道与原子轨道的对应关系，线越粗，表示该原子轨道对分子轨道的贡献越大。
-第二列的能级是分子的能级，第一列，以及后面所有列，都是原子的能级，这个图反应分子轨道与原子轨道的关系。
+{{ adf:homo-lumo08.jpg?650 }}
-{{adf:homo-lumo08.jpg?400|}}
+鼠标停留在分子轨道的时候，可以定量的显示贡献的百分比。蓝线表示形成杂化形成分子轨道、共价键。
-鼠标放到感兴趣的轨道，例如HOMO（最高占据轨道），即显示轨道的能量和构成，以及占据数：
+{{ adf:homo-lumo09.jpg?600 }}
-{{adf:homo-lumo09.jpg?400|}}
 注意，这个能量单位是Hatree，1Hartree=27.2113845eV
-查看轨道空间分布：
+查看轨道空间分布：右键点击感兴趣的能级，选取轨道的序号，
+{{ adf:homo-lumo13.jpg?600 }}
-右键点击感兴趣的能级，选取轨道的序号，
+弹出View窗口，显示轨道的空间分布：
-{{adf:homo-lumo13.jpg?400|}}
+{{ adf:homo-lumo14.jpg?400 }}
-弹出窗口，显示轨道的空间分布：
+下拉窗口的下边界，显示出轨道显示的详细设置，选择Show details：
-{{adf:homo-lumo14.jpg?400|}}
+{{ adf:homo-lumo15.jpg?400 }}
-下拉窗口的下边界，显示出调整等值面数值的内容：
+将默认的100改为40，这是关于透明度的设置，100表示不透明，数值越小越透明：
-{{adf:homo-lumo15.jpg?400|}}
+{{ adf:homo-lumo18.jpg?400 }}
-如果要看所有能量的情况，可以打开out文件查看文本内容：
+如果要看所有能量的情况，可以打开out文件查看文本内容：ADFjobs窗口选中该任务，或者level、Input、View、窗口均可（各个窗口实际上是自动根据任务而关联起来的），SCM - Output - Properties - Orbital Energies all Irreps，显示所有分子的所有能级：
-{{adf:homo-lumo10.jpg?230|}}
+<code>
+ HOMO :        1 PI.g             -0.38340490585301E+00
+ LUMO :        2 PI.u              0.16788680856711E-01
-{{adf:homo-lumo11.jpg?400|}}
-于是显示所有能级的占据数，以及能量值：
+ Orbital Energies, all Irreps
+ ========================================
-{{adf:homo-lumo12.jpg?400|}}
+ Irrep        no.  (spin)   Occup              E (au)                E (eV)
+ ---------------------------------------------------------------------------
+ SIGMA.u       1             2.00       -0.19221456734864E+02      -523.0425
+ SIGMA.g       1             2.00       -0.19221448557672E+02      -523.0422
+ SIGMA.g       2             2.00       -0.10379882248430E+02      -282.4510
+ SIGMA.g       3             2.00       -0.11724261880376E+01       -31.9033
+ SIGMA.u       2             2.00       -0.11320813233100E+01       -30.8055
+ SIGMA.g       4             2.00       -0.57527460452052E+00       -15.6540
+ SIGMA.u       3             2.00       -0.53171931259886E+00       -14.4688
+ PI.u          1             4.00       -0.52463941496627E+00       -14.2762
+ PI.g          1             4.00       -0.38340490585301E+00       -10.4330
+ PI.u          2             0.00        0.16788680856711E-01         0.4568
+ SIGMA.g       5             0.00        0.54073688941536E-01         1.4714
+ SIGMA.u       4             0.00        0.14912391239612E+00         4.0579
+ PI.u          3             0.00        0.14919287448829E+00         4.0597
+ SIGMA.g       6             0.00        0.34179613930961E+00         9.3007
+ PI.g          2             0.00        0.45433200122225E+00        12.3630
+ SIGMA.g       7             0.00        0.46643364198318E+00        12.6923
+ SIGMA.u       5             0.00        0.48698831822596E+00        13.2516
+ PI.u          4             0.00        0.66294420044741E+00        18.0396
+ DELTA.g       1             0.00        0.87338992915388E+00        23.7661
+ SIGMA.u       6             0.00        0.91361491437553E+00        24.8607
+ PI.g          3             0.00        0.11056269392172E+01        30.0856
+ DELTA.u       1             0.00        0.11372440649121E+01        30.9460
+ SIGMA.u       7             0.00        0.14591842260476E+01        39.7064
+ SIGMA.g       8             0.00        0.15095371546975E+01        41.0766
+ PI.u          5             0.00        0.17107528424505E+01        46.5520
+ DELTA.g       2             0.00        0.17296924532029E+01        47.0673
+ SIGMA.g       9             0.00        0.21473825496719E+01        58.4333
+ PI.u          6             0.00        0.23768201813944E+01        64.6766
+ SIGMA.u       8             0.00        0.23882601442356E+01        64.9879
+ PI.g          4             0.00        0.27309552208012E+01        74.3131
+ SIGMA.g      10             0.00        0.29220513715690E+01        79.5131
+ SIGMA.u       9             0.00        0.35875644510864E+01        97.6226
+ PI.u          7             0.00        0.45717948049858E+01       124.4049
+ PI.g          5             0.00        0.46086261211639E+01       125.4071
+ SIGMA.g      11             0.00        0.50232698743599E+01       136.6901
+ SIGMA.u      10             0.00        0.70389721015058E+01       191.5402
+ SIGMA.g      12             0.00        0.87447280839780E+01       237.9562
+ SIGMA.u      11             0.00        0.15416003867192E+02       419.4908
+ SIGMA.g      13             0.00        0.15780480289142E+02       429.4087
+ SIGMA.g      14             0.00        0.54980526766762E+02      1496.0963
+ SIGMA.u      12             0.00        0.12871833766309E+03      3502.6042
+ SIGMA.g      15             0.00        0.12996513280560E+03      3536.5312
+</code>
+上述数据显示
+  * HOMO为-0.3834 Hartree，LUMO为0.16788680856711E-01 Hartree也就是0.0168 Hartree。对应的eV：-10.4330 eV、0.4568 eV
+  * 上述数据第一列编号例如SIGMA.g，被称作不可约表示，是代表分子轨道的对称性的，具体含义参考：[[adf:symmetryandrepresentation]]
+  * 第二列是轨道的序号，不同的不可约表示，各自使用自己的编号
+  * 第三列数据是该能级的电子占据数，PI.g有一个轨道占据数为4，是因为该能级是二重简并的，因此可以占据四个电子
+  * 第四列数据是能级能量值，单位为Hartree
+  * 第五列数据为能级能量值，单位为eV
-上面鼠标选中区域，占据数为2的就是HOMO，占据数为0的是LUMO。
-而HOMO的能量对应的是IP（离子势），LUMO的能量对应的是EA（电子亲和能）
+HOMO的能量对应的是IP（离子势），LUMO的能量对应的是EA（电子亲和能）
-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|]]**
+AMS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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