单点能计算、HOMO、LUMO、电子亲和势、解离势的计算 [费米维基] |
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目录
单点能计算、HOMO、LUMO、电子亲和势、解离势的计算
1，建模
2，参数设置
3，运行计算
4，查看Bonding Energy、单点能
5，查看HOMO、LUMO
电离势IP与亲和势EA
单点能计算、HOMO、LUMO、电子亲和势、解离势的计算
本文使用AMS2020.101完成计算。 1，建模导入优化好的分子（此处假定分子已经是优化好的结构，如果结构没有优化好，那么可以参考优化分子的几何结构） 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。 2，参数设置
补充说明： 模型创建好之后，点击窗口底部的★符号，程序计算的时候，才能自动识别点群，同时计算效率也会大大提高。参数的设置，可以参考ADF参数设置详解。 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File - Save保存作业，并提交作业。参考： Linux工作站、Windows系统：使用图形界面提交任务、指定任务核数 没有图形界面的工作站、没有PBS或LSF的集群：直接运行*.run文件、设定任务核数 集群、超算：通过PBS、LSF或SLURM脚本提交任务、设定任务核数 4，查看Bonding Energy、单点能在*.logfile尾部有Bonding Energy信息： Bond Energy -1.01810786 a.u. Bond Energy -27.70412446 eV Bond Energy -638.87 kcal/mol >>>> POPUL NORMAL TERMINATION END Job HOMOLUMO has finishedBonding Energy为-1.01810786 a.u. = -27.70412446 eV = -638.87 kcal/mol 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：Total Bonding Energy与Total Energy的差别与用法。 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：
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。
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。
注意，这个能量单位是Hatree，1Hartree=27.2113845eV 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，
弹出View窗口，显示轨道的空间分布。选择Show details：
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：
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： HOMO : 9 AA -0.38337867065617E+00 LUMO : 3 AAA 0.16378671343185E-01 Orbital Energies, all Irreps ======================================== Irrep no. (spin) Occup E (au) E (eV) --------------------------------------------------------------------------- AA 1 2.00 -0.19236700004391E+02 -523.4572 AA 2 2.00 -0.19236692296083E+02 -523.4570 AA 3 2.00 -0.10384056608558E+02 -282.5646 AA 4 2.00 -0.11736816240752E+01 -31.9375 AA 5 2.00 -0.11333461067259E+01 -30.8399 AA 6 2.00 -0.57625830306264E+00 -15.6808 AA 7 2.00 -0.53210886276542E+00 -14.4794 AAA 1 2.00 -0.52441954761764E+00 -14.2702 AA 8 2.00 -0.52441103624765E+00 -14.2700 AAA 2 2.00 -0.38340552192503E+00 -10.4330 AA 9 2.00 -0.38337867065617E+00 -10.4323 AAA 3 0.00 0.16378671343185E-01 0.4457 AA 10 0.00 0.16392614568801E-01 0.4461 AA 11 0.00 0.53266250616704E-01 1.4494 AA 12 0.00 0.14876441090035E+00 4.0481 AAA 4 0.00 0.14909516366180E+00 4.0571 AA 13 0.00 0.14912105423074E+00 4.0578 AA 14 0.00 0.34158065277708E+00 9.2949 AAA 5 0.00 0.45418415077999E+00 12.3590 AA 15 0.00 0.45419468594286E+00 12.3593 AA 16 0.00 0.46495695105454E+00 12.6521 AA 17 0.00 0.48674529101549E+00 13.2450 AA 18 0.00 0.66265351321294E+00 18.0317 AAA 6 0.00 0.66265949264258E+00 18.0319 AA 19 0.00 0.87349830230955E+00 23.7691 AAA 7 0.00 0.87349961718193E+00 23.7691 AA 20 0.00 0.91142303446941E+00 24.8011 AAA 8 0.00 0.11051833030719E+01 30.0736 AA 21 0.00 0.11051896981772E+01 30.0737 AAA 9 0.00 0.11371586351959E+01 30.9437 AA 22 0.00 0.11371617434714E+01 30.9437 AA 23 0.00 0.14567011963532E+01 39.6389 AA 24 0.00 0.15076447346069E+01 41.0251 AAA 10 0.00 0.17097556264530E+01 46.5248 AA 25 0.00 0.17098221971628E+01 46.5266 AAA 11 0.00 0.17289551460308E+01 47.0473 AA 26 0.00 0.17289856849617E+01 47.0481 AA 27 0.00 0.21449102012795E+01 58.3660 AAA 12 0.00 0.23755144020658E+01 64.6410 AA 28 0.00 0.23757699635910E+01 64.6480 AA 29 0.00 0.23863893145230E+01 64.9370 AAA 13 0.00 0.27291744571098E+01 74.2646 AA 30 0.00 0.27292622575465E+01 74.2670 AA 31 0.00 0.29187165971756E+01 79.4223 AA 32 0.00 0.35834733989692E+01 97.5113 AAA 14 0.00 0.45647745908635E+01 124.2138 AA 33 0.00 0.45651283257255E+01 124.2235 AAA 15 0.00 0.46016546041147E+01 125.2174 AA 34 0.00 0.46019723510501E+01 125.2260 AA 35 0.00 0.50158619281863E+01 136.4885 AA 36 0.00 0.70264680983051E+01 191.1999 AA 37 0.00 0.87338243246078E+01 237.6595 AA 38 0.00 0.15369510525160E+02 418.2257 AA 39 0.00 0.15731492410716E+02 428.0757 AA 40 0.00 0.54629699779611E+02 1486.5498 AA 41 0.00 0.12708151060972E+03 3458.0639 AA 42 0.00 0.12830440490811E+03 3491.3405上述数据显示 HOMO为-0.3833 Hartree，LUMO为0.16378671343185E-01 Hartree也就是0.0164 Hartree。对应的eV：-10.4323 eV、0.4457 eV 上述数据第一列编号（Irrep）例如AA、AAA，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：分子对称性、点群与不可约表示、轨道对称性的通俗化理解 第二列是轨道的在所在不可约表示中的序号 第三列数据是该能级的电子占据数 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 电离势IP与亲和势EA粗略的近似，HOMO、LUMO分别近似为IP、EA。更精确的计算，则： 垂直电离势：“失e前的优化结构，计算其失1e后的单点能” - “失e前的优化结构的单点能” 垂直电子亲和势：“得e前的优化结构的单点能” - “得e前的优化结构，计算其得1e后的单点能” 绝热电离势：“失e后优化结构后的单点能” - “失e前优化结构后的单点能” 绝热电子亲和势：“得e前优化结构后的单点能” - “得e后优化结构后的单点能”AMS软件提供免费试用，试用申请方式参见：AMS免费试用 |
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