费米维基

用户工具

站点工具

您的足迹: • Li-S中Li离子的扩散系数：MSD法、VACF法，以及结合尔伦尼乌斯公式将扩散系数外推到低温 • *.logfile提示：NOTE: Some frequencies have been re-calculated by numerical differentiation Check the text output file for new values! • ReaxFF-应力张量的计算 • 非线性光学/双光子吸收[目录] • CVHD：加速分子动力学模拟中的裂解反应发生 • 【入门基础教程】ReaxFF-燃烧：甲烷燃烧过程模拟 • ADF常见问题及解决方式[目录] • QuantumATK 知识库 • 有对称性的分子计算时坐标轴与建模的坐标轴不一致？ • 电子密度的单位是什么？
adf:nocv-disdinguishbonding

差别

这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。

到此差别页面的链接

两侧同时换到之前的修订记录前一修订版
后一修订版		前一修订版
上一修订版两侧同时换到之后的修订记录
adf:nocv-disdinguishbonding [2019/05/09 13:39] – [第二组] liu.junadf:nocv-disdinguishbonding [2020/11/22 10:56] – [ETS-NOCV功能案例：二聚体能量分解（EDA）中轨道作用、电子在片段轨道间转移的分解] liu.jun
行 1: 行 1:
-======ETS-NOCV功能案例：二聚体能量分解（EDA）中轨道作用、电子在片段轨道间转移的分解======+======ETS-NOCV功能案例（闭壳层体系）：二聚体能量分解（EDA）中轨道作用、电子在片段轨道间转移的分解======
 =====理论参考===== =====理论参考=====
  
行 10: 行 10:
  
 两个分子形成了两个氢键，那么两个氢键，哪个氢键的轨道作用强呢？各自多大呢？可以通过ETS-NOCV得到定量的数值。 两个分子形成了两个氢键，那么两个氢键，哪个氢键的轨道作用强呢？各自多大呢？可以通过ETS-NOCV得到定量的数值。
- 
-[[https://www.jianguoyun.com/p/Dd3TsK4QmZ2ZBhj5nSc|计算文件下载]] 
  
 =====参数设置===== =====参数设置=====
行 25: 行 23:
 ADF2017去掉了上图中Fragment Analysis这个选项，实际上这个选项的作用仅仅是自动勾选ADFinput > Multilevel > Fragment > Use fragment而已，因此此处勾选Single Point，手动勾选ADFinput > Multilevel > Fragment > Use fragment也一样。 ADF2017去掉了上图中Fragment Analysis这个选项，实际上这个选项的作用仅仅是自动勾选ADFinput > Multilevel > Fragment > Use fragment而已，因此此处勾选Single Point，手动勾选ADFinput > Multilevel > Fragment > Use fragment也一样。
  
-其中NOCV的设置，可以选择Close-shell也可以选择Open-shell，因为这里两个分子都是闭壳层，alpha电子和beta电子的行为是一样的。如果其中有一个片段是开壳层，就一定要选择open-shell了。+其中NOCV的设置，选择Close-shell，因为这里两个分子都是闭壳层，alpha电子和beta电子的行为是一样的。如果其中有一个片段是开壳层，就一定要选择open-shell了，将分别分析α电子、β电子的轨道相互作用。
  
 {{ :adf:nocv-hbonds04.png?600 |}} {{ :adf:nocv-hbonds04.png?600 |}}
行 34: 行 32:
 在Out窗口，Properties > Bonding Energy Decomposition，可以看到： 在Out窗口，Properties > Bonding Energy Decomposition，可以看到：
 <code bash> <code bash>
-otal Bonding Energy:                   -0.029374536190287         -0.7993           -18.43           -77.12+Total Bonding Energy:                   -0.032273260024145         -0.8782           -20.25           -84.73
 </code> </code>
  
 也就是两个氢键总的键能为: 也就是两个氢键总的键能为:
 <code bash> <code bash>
--0.029374536190287 Hatree = -0.7993 eV = -18.43 kcal/mol = -77.12 kJ/mol+-0.032273260024145 Hatree = -0.8782 eV = -20.25 kcal/mol = -84.73 kJ/mol
 </code> </code>
  
 也可以看到里面列出了其中轨道相互作用能： 也可以看到里面列出了其中轨道相互作用能：
 <code bash> <code bash>
-Total Orbital Interactions:           -0.031756971552443         -0.8642           -19.93           -83.38+  Total Orbital Interactions:           -0.035322532931233         -0.9612           -22.17           -92.74
 </code> </code>
  
-那么两个氢键，各自的轨道相互作用能分别是多少呢？轨道相互作用分别是谁贡献出来的呢？+那么两个氢键，每一组的轨道相互作用能分别是多少呢？轨道相互作用分别是谁贡献出来的呢？
  
 我们看ETS-NOCV的结果。在Out窗口 > Properties > ETS-NOCV可以看到： 我们看ETS-NOCV的结果。在Out窗口 > Properties > ETS-NOCV可以看到：
 <code bash> <code bash>
-Alpha resolution + 1. Eigenvalue pairs from diagonalization of DeltaP expressed in Lowdin: 
- +    1  -0.27662  389   0.27662 
-   +    2  -0.16882  388   0.16882 
- 1. Eigenvalue pairs from diagonalization of DeltaP expressed in Lowdin - alpha: +    3  -0.09052  387   0.09052 
-    1  -0.26461  577   0.26461 +    4  -0.08262  386   0.08262 
-    2  -0.15558  576   0.15558 +    5  -0.05873  385   0.05873 
-    3  -0.08545  575   0.08545 + 2. Orbital Interaction Energy Contributions from each NOCV pair (in a.u.) 
-    4  -0.07859  574   0.07859 +   1  -0.01999 
-    5  -0.05757  573   0.05757 +   2  -0.00844 
- 2. Orbital Interaction Energy Contributions from each NOCV pair - alpha(in a.u.) +   3  -0.00123 
-   1  -0.01843 +   4  -0.00095 
-   2  -0.00715 +   5  -0.00128 
-   3  -0.00109 + 3. Orbital Interaction Energy Contributions from each NOCV pair (in kcal/mol) 
-   4  -0.00086 +   1 -12.54703 
-   5  -0.00117 +   2  -5.29874 
- 3. Orbital Interaction Energy Contributions from each NOCV pair - alpha(in kcal/mol) +   3  -0.77077 
-   1 -11.56494 +   4  -0.59640 
-   2  -4.48801 +   5  -0.80408 
-   3  -0.68564 + Total sum:  -22.2200497016945       (kcal/mol)    
-   4  -0.53844 +
-   5  -0.73148 +
- Total sum [alpha]:  -19.9292424952940     +
 </code> </code>
  
  
-轨道相互作用贡献（Orbital Interaction Energy Contributions）列表里面，贡献最大的两组轨道相互作用，一个是-0.01843 eV = -11.56494 kcal/mol，另一个是-0.00715 eV = -4.48801 kcal/mol。+轨道相互作用贡献（Orbital Interaction Energy Contributions）列表里面，贡献最大的两组轨道相互作用，一个是-0.01999 a.u. = -12.54703 kcal/mol，另一个是-0.00844 eV = -5.29874 kcal/mol。
  
-这两组轨道相互作用，NOCV orbital的本征值为±0.26461、±0.15558。+这两组轨道相互作用，NOCV orbital的本征值为±0.27662、±0.16882。
  
 这些数字在上面都有。 这些数字在上面都有。
  
-还有类似如下数据结果<color blue>（注：SFOsymmetrized Fragment Orbital即碎片轨道。在AMS 2018后的版本中，用户可以在SCM LOGO > View > Add Isosurface:with phase > 窗口底部Select Field：可以选择对应的SFO编号，查看其空间分布形状）</color>：+还有类似如下数据结果：
  
 <code bash> <code bash>
- SFO decomposition of alpha Delta rho k (major contributions):+SFO decomposition of Delta rho k (major contributions):
  
      
行 91: 行 86:
  Threshold for an individual SFO contribution is  1.000000000000000E-002  Threshold for an individual SFO contribution is  1.000000000000000E-002
  
-   1   NOCV eigenvalues:  -0.26461   0.26461 +   1   NOCV eigenvalues:  -0.27662   0.27662, sum from all SFOs:   -0.31109E-04 
-       Corresponding Delta E k: -11.56494  (kcal/mol) +       Corresponding Delta E k: -12.54703  (kcal/mol) 
-       19   SFO contribution:  -0.04992 +       19   SFO contribution:  -0.05453 
-       18   SFO contribution:  -0.03394 +      220   SFO contribution:   0.03846 
-      315   SFO contribution:   0.02710 +       18   SFO contribution:  -0.03629 
-      316   SFO contribution:   0.01831 +      224   SFO contribution:   0.01358 
-      319   SFO contribution:   0.01252 +      221   SFO contribution:   0.01191
-       Sum from all SFOs:   -0.23524E-04+
 </code> </code>
 <color blue>表示形成该(本征值为±0.2641的)NOCV，电子在片段轨道之间，是如何转移的：</color> <color blue>表示形成该(本征值为±0.2641的)NOCV，电子在片段轨道之间，是如何转移的：</color>
  
-<color blue>SFO 19、18（编号看SFO construction列表的第一列序号）转移出去 0.04992+0.03394电子， SFO 315 316 319（编号看SFO construction列表的第一列序号）得到0.02710＋0.01831＋0.01252；为什么二者加和并不相等？是因为还有其他贡献很小的SFO参与，这里只列出主要的SFO。其中SFO contribution为负的，是**电子“供体”轨道**（也就是碎片轨道中的占据轨道）；反之为**电子“受体”轨道**（也就是碎片轨道中的空轨道）。</color>这个例子里面，SFO 19、18总共失去电子0.08386，不仅跑到SFO 315 316 319了，还跑到其他很多SFO上了，但主要是在SFO 315 316 319。其中SFO 315 316 319总共得到0.02710＋0.01831＋0.01252电子。+  * 这是两组较强的轨道相互作用中的第一组，另一组在该数据的下方 
 +  * 19、18号SFO分别失去0.05453、0.03629个电子，220、224、221 SFO得到0.03846、0.01358、0.01191个电子 
 +  * <color blue>SFO（symmetrized Fragment Orbital）即碎片轨道。用户可以在SCM > View > Add Isosurface:with phase > 窗口底部Select Field：可以选择对应的SFO编号，查看其空间分布形状）</color>
 ====图形化显示==== ====图形化显示====
-这两组轨道相互作用，具体是哪个键？我们可以在View里面去查看： +这两组轨道相互作用，具体是哪个键？我们可以在View里面去查看。 
- +====第一组：本征值为±0.27662==== 
-点击ADF LOGO > View > Add > Isosurface: With Phase在窗口下方点击Select Field > NOCV Orbitals，我们分别看看alpha电子里面本征值为-0.26461的这个NOCV Orbital:+===成键前的样子=== 
 +点击ADF LOGO > View > Add > Isosurface: With Phase在窗口下方点击Select Field > NOCV Orbitals，选择-0.2766这一个轨道，本征值为负的这个，表示轨道相互作用前，二者的样貌主要是关于N-H...N氢键：
  
 {{ :adf:nocv-hbonds05.png?600 |}} {{ :adf:nocv-hbonds05.png?600 |}}
  
-并将轨道设置为透明显示（参考费米维基：[[adf:transparrency]]），并适当调整等值面的数值大小（本例是调整到0.08，见下面的图），方便我们看清主要贡献: +并将轨道设置为透明显示（参考费米维基：[[adf:transparrency]]），并适当调整等值面的数值大小（本例是0.08），方便我们看清。该轨道是非局域的，其中右边碎片N的孤对电子（占据轨道）以及和左边H原子的空轨道发生相互作用，作用能就是前面的-12.54703 kcal/mol： 
-====第一组==== +===成键后的样子=== 
-NOCV Orbital本征值为±0.26461的这一组： +选择NOCV Orbital 0.2766：就是右边碎片分子的占据轨道和左边碎片分子的空轨道形成的氢键的样子：
- +
-选择NOCV Orbital -0.26461:可以看到主要是N原子（蓝色）的满占据的孤对P电子和H原子（白色）附近的空轨道（该空轨道是非局域的，其中有一部分是在该N-H附近，这部分参与了成键）发生相互作用，作用能就是前面的-0.01843 eV：+
  
 {{ :adf:nocv-hbonds06.png?600 |}} {{ :adf:nocv-hbonds06.png?600 |}}
  
-选择NOCV Orbital ＋0.26461：就是N原子（蓝色）的满占据孤对P电子和H原子（白色）附近的T碎片的空轨道形成的氢键的样子：+===成键导致的电子转移===
  
-{{ :adf:nocv-hbonds08.png?600 |}}+窗口底部的Select Field区域选择NOCV def Density，并选择本征值为-0.2766这个，即显示第一组轨道相互作用，导致的电子转移：
  
-====第二组==== +{{ :adf:nocv-hbonds07.png?600 |}}
-NOCV Orbital本征值为±0.15558的这一组：+
  
-选择NOCV Orbital -0.15558：可以看到是O原子（红色）的满占据孤对P电子和T碎片空轨道（该空轨道是非局域的，其中有一部分是在该N-H原子附近，这部分参与了成键）在发生相互作用，作用能就是前面的-0.00715 eV：+其中红色的区域，表示失去了电子，蓝色区域表示得到了电子，因为电子得失非常微弱，所以等值面的值需要改小才能看得见，这里改成了0.003。这个图，是文献中使用最多的图。其中红色的区域，代表这个区域失去了电子，蓝色区域值，代表这个区域得到了电子。N与N-H之间，出现了电子的富集，代表着氢键的形成。
  
-{{ :adf:nocv-hbonds07.png?600 |}}+====第二组：本征值为±0.16882==== 
 +===成键前的样子=== 
 +Select Field > NOCV Orbitals，选择-0.16882这一个轨道，本征值为负的这个，表示轨道相互作用前，二者的样貌主要是关于O...H-N氢键：
  
-选择NOCV Orbital ＋0.15558：就是O原子（红色）的满占据孤对P电子和T碎片空轨道形成的氢键的样子：+{{ :adf:nocv-hbonds08.png?600 }}
  
-{{ :adf:nocv-hbonds09.png?600 |}}+可以看到是左边碎片O原子的孤对电子（占据轨道）与右边碎片分子H原子的空轨道在发生相互作用，作用能就是前面的-5.29874 kcal/mol。
  
-注：Orbital的蓝色和红色是表示Orbital的相位。 +===成键后的样子=== 
-====NOCV def Density==== + 
-但真正能够可靠地、直观地、明确无误地表征成键作用的，是NOCV def Density。这是一个描述成键导致电子转移的分布图。所以文献中，一般并不讨论NOCV Orbital，而只讨论NOCV def Density。实际上，NOCV def Density就是NOCV Orbital得到的，也就是“正本征值NOCV Orbital对应的电子密度”减去“负本征值NOCV Orbital对应的电子密度”。不过在理解上要注意，负本征值NOCV Orbital实际上一部分是占据电子的，另一部分是不占据电子的。正本征值NOCV Orbital则是形成化学键，整个轨道上都占了电子的。当然程序自动求得NOCV def Density，已经考虑到了这一点。+选择NOCV Orbital 0.16882：就是左边碎片分子的占据轨道和右边碎片分子的空轨道形成的氢键的样子： 
 + 
 +{{ :adf:nocv-hbonds09.png?600 |}}
  
-我们显示第一组NOCV def Density:+===成键导致的电子转移=== 
 +窗口底部的Select Field区域选择NOCV def Density，并选择本征值为-0.15558这个，即显示第一组轨道相互作用，导致的电子转移：
  
-{{ :adf:nocv999.png?500 }}+{{ :adf:nocv-hbonds10.png?600 |}}
  
-其中红色的区域，代表这个区域失去了电子，蓝色区域，代表这个区域得到了电子。N-H与N之间，出现了电子的富集，代表着氢键的形成。+其中红色的区域，代表这个区域失去了电子，蓝色区域值，代表这个区域得到了电子。N-H与O之间，出现了电子的富集，代表着氢键的形成。
 =====注意一：===== =====注意一：=====
 从上面可以看到： 从上面可以看到：
-  - 这种分法并不是严格的，比如第一组里面实际上包含了少量其他无关成分，第二组也包含了少量的无关成分，但定性的大小关系上可以给我们明确而有力的参考。+  - 这种分法和两个氢键分配并不是严格对应的，比如第一组里面实际上包含了少量其他无关成分，第二组也包含了少量的无关成分，但定性的大小关系上可以给我们明确而有力的参考。
   - 还有其他对轨道作用贡献较小的NOCV，我们可以自己去看看，会发现剩下的NOCV主要是分子内部的极化，也就是分子内部电子的转移。具体可以从NOCV def Density查看成键前后，电子的从什么轨道上转移到什么轨道上。   - 还有其他对轨道作用贡献较小的NOCV，我们可以自己去看看，会发现剩下的NOCV主要是分子内部的极化，也就是分子内部电子的转移。具体可以从NOCV def Density查看成键前后，电子的从什么轨道上转移到什么轨道上。
-  - NOCV def Densities，是“负本征值NOCV orbital的模方” - “正本征值NOCV orbital的模方”，因此表示电子的流向，负值表示失去电子，正值表示得到电子，与“SFO contribution”列表中的贡献值（也就是具体每个SFO得失电子的个数）对应。+  - NOCV def Densities，是“正本征值NOCV orbital的模方” - “负本征值NOCV orbital的模方”，不过在理解上要注意，负本征值NOCV Orbital实际上一部分是占据电子的，另一部分是不占据电子的。正本征值NOCV Orbital则是形成化学键，整个轨道上都占了电子的。当然程序自动求得NOCV def Density，已经考虑到了这一点。因此NOCV def Densities表示电子的流向，负值表示失去电子，正值表示得到电子，与“SFO contribution”列表中的贡献值（也就是具体每个SFO得失电子的个数）对应。真正能够可靠地、直观地、明确无误地表征成键作用的，是NOCV def Density。这是一个描述成键导致电子转移的分布图。所以文献中，一般并不讨论NOCV Orbital，而只讨论NOCV def Density。
 =====注意二：===== =====注意二：=====
 出现“Not all NOCV orbitals pair! The results might be useless”这样的提示，或者NOCV轨道正负本征值没有配对，则表示NOCV方法对这个体系分析失败了，结果无效。 出现“Not all NOCV orbitals pair! The results might be useless”这样的提示，或者NOCV轨道正负本征值没有配对，则表示NOCV方法对这个体系分析失败了，结果无效。
 =====注意三：===== =====注意三：=====
 AMS2018以后，在SCM LOGO > View中，可以显示SFO的空间分布情况。因此，结合该组NOCV的“SFO contribution”列表中负“contribution”的情况，可以具体看到电子从哪个SFO流到哪个SFO去了。失去电子的SFO为Donor orbital，得到电子的为Acceptor orbital。 AMS2018以后，在SCM LOGO > View中，可以显示SFO的空间分布情况。因此，结合该组NOCV的“SFO contribution”列表中负“contribution”的情况，可以具体看到电子从哪个SFO流到哪个SFO去了。失去电子的SFO为Donor orbital，得到电子的为Acceptor orbital。

页面工具

© 2014-2022 费米科技（京ICP备14023855号）