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mp2计算方法和dft方法

发布时间:2023-02-01 17:39:34

Ⅰ [求助]关于能量计算的问题

HF方法对与稳定的分子和一些过渡金属的处理能够得到很好的结果,b3lyp在几何优化上有明显的优势

Ⅱ 为什么红外光光谱计算出来的比实际多

1.红外光谱产生的原因
分子产生红外光谱的原因简单的说是因为分子的振动使得偶极发生了变化。偶极子发生转动发射电磁波。因为波长一般在红光波长长,所以称红外光谱。红外谱是分子内振动能级跃迁的产物,电磁波导致分子振动,偶极距发生变化,偶极子转动发射电磁波· 拉曼谱是散射谱,当光照射到物质上时会发生非弹性散射,散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分(瑞利散射)外,还有比激发光波长长的和短的成分,后一现象统称为拉曼效应。这种非弹性散射称为拉曼散射,一般把瑞利散射和喇曼散射合起来所形成的光谱称为喇曼光谱。由于拉曼散射非常弱,所以一直到1928年才被印度物理学家拉曼等所发现。拉曼谱是原子核振动引起的电子极化发生变化导致的
2.GAUSSIAN模拟红外光谱的基本步骤
HF,MP2,DFT等方法都可以进行红外光谱的模拟计算。产生有借鉴价值结果的最小基组是6-31G*。所以一般情况下要得到很可靠的数值都采用更大的基组,如6-311+G**等。
首先,要对模型分子进行优化。在此处切记,优化和FREQ使用的方法和基组一定要保持一致。倘若不一样,在进行FREQ计算时,所输入的构型不会被认为是稳定点。
其次,倘若你无需计算RAMAN光谱,请你加上FREQ=NORAMAN关键词,这或许可以帮你节省不止一半的时间。特别对于大分子来说,这点更显得重要了。
3. 输出文件的运用技巧
用GVIEW打开输出文件,点RESULT里的Vibrations便可以看到红外的数值和振动模式。因为GVIEW3.0 不能对频率进行自动校正,所以出现了一个很大的麻烦。计算出来的频率看起来比实际值大很多。怎么解决这个问题呢?
点spectrum, 然后让其生成IR谱图,点右键保存为TXT文件。然后用origin倒入然后编辑即可。可以很轻松的帮你计算校正因子。ORIGIN得到的图还很漂亮。
4. 关于校正因子
GAUSSIAN 计算的是简偕振动频率,因此在低频率振动模式计算中(非简偕振动明显),经过校正后的频率值要比实验值高。而在高频率计算中,又比实验值低。
因此,可以在两个不同的频率区采用不同的校正因子。界限为1800cm-1左右。

Ⅲ 高斯MP2方法计算能量的HF能量和MP2能量的区别

一般而言MP2是比较合理的,不过计算的时候参数没合理设置会导致出错,多试试其他参数

Ⅳ 最近十年,化学有哪些重大突破

首先DFT方面整出了一些还不错的泛函,顺着range-separated hyrid的思路有wB97X-D和HSE-06。correlation里再掺一点RPA就有了double hybrid functional。修正弱相互作用方面有Grimme的D2/3经验修正,Langreth的vdw-df和Troy van Voorhis的VV系列。修正self-interaction error方面,涛哥整了一些linearize correction,听说效果拔群。当然我们绝对不能忘记fitting狂魔Don Truhlar持续不断更新中的M系列。算机理的同学都可以感受一下,别整天B3LYP,B格太低。
基组方面,Werner搞了一套explicitly correlated的F12系列,亲测有效,算是有一点点新的idea。还有denisty fitting(或者说叫resolution identity)的应用也越来越多,尤其是在MP2上大大加快了计算速度。
QM方面除开DFT,QMC这几年的发展貌似很快,至少应用文章是越来越多了。70年代就整出来的SAPT现在终于能用来算10个原子以上的体系了。Spin flipped method不知道算不算这十年的进展。MP2和Coupled Cluster被陆续移植到了使用Planewave的延展体系中,大家算固体的时候除了DFT开始有一点其他的选择了。同样被移植到延展体系中的还有PCM溶剂化模型。大家以后在跑VASP的时候可以考虑一点溶剂化效应了。顺着Divide&Conquer的思路,JIali Gao的XPOL,还有Mark Gordon的FMO也在持续发展中。
MM领域,非经验性基于ab inito的力场进展很大(这个是我博士论文的题目,私货...),现在至少有一部分算是可用了。Greg Voth整了一套基于Force Matching的coarse grain方法,很好。另外新的water model估计发展了没有一百也有几十了。不管是MD还是MC,新的sampling method发展了不少,大的idea还是那些,小修小补,不详述。
在Mixed resolution方面,QM/MM这是多年前的idea了,这几年主要是扩大应用范围并不断完善,好像有人做了一些adaptive QM/MM,给原方法增加了一些flexibility。QM/QM层次的所谓Embedding方法最近这几年也发展了不少(这是我现在的课题,也是私货),总之现在在DFT的环境里做CCSD也不是梦了。
还有一个比较重要的事是GPU的崛起,这个能带来多大的变革还有待进一步的考察。
量子动力学领域我不熟,查了一下RPMD好像是这十年间发展起来的,个人认为是一个比较重要的进展。

Ⅳ linux 系统gaussian09 用DFT方法计算分子间作用能后想再用MP2方法计算应该怎么操作 本人菜鸟刚接触g09

1. 基本算法和性能: 半直接算法可以调整主内存和硬盘空间需求;Fortran 90动态内存分配;用于数值积分稳定和准确的网格;内存和硬盘空间要求低;可以使用所有的点群;用RI技术对双电子积分做近似(用于MP2、DFT、CC2

Ⅵ 第一原理,分子模拟,量子化学在化学中谁作用更大

第一性原理在做计算化学的这帮人眼中基本上算DFT的代名词啊。(据《理论化学原理与应用》)而DFT是量子力学的一个分支(这里用这个词恰当吗?)。所以问题本身是有些问题的。如果是做计算化学的同学就不要在知乎上问了嘛,看看研究生课表自然就知道了……
如果是做有机的那么DFT基本就足够了。据我所知现在发有机的文章兴算一下反应物的电子密度。所以甚至DFT都没有必要学,会用软件就够了。计算化学又分做什么方向。光谱模拟的话基本上主要就是量子化学,而且可能DFT会不够,CC、CI、MP2什么的都要。做反应的DFT加上动力学。做材料的又要学材料对应的一系列手段。狄拉克同我们讲话:“物理学家把量子力学都搞出来了,让你们化学家用。”化学家说:“我们一帮实验室刷瓶子的怎么就去用量子力学了呢?另请高明吧,我们实在也不是谦虚。”狄拉克同志说:“中央已经决定了,键的断裂与生成这块属化学家管。你们要发展特定情况下量子力学的使用套路。”后果就是隔行如隔山。我实在不知道计算化学各方向到底要掌握什么具体的知识(我是小学生)。但是基本上是量子化学基本原理+动力学基本原理+该领域的特定计算方法+各组特色方法(自己的程序)。入手就量子化学基本原理入手比较合适。从理论基础上来说,量子化学是基于量子力学理论来计算目标分子的性质,在计算过程中考虑了包括原子核和电子的运动(Born-Oppenheimer近似),计算量相对来说比较大,受制于此,其计算对象一般比较小(10^2个),例如氨基酸和多肽之类的。

如何选择合适的泛函和基组的组合

《什么样的泛函和基组的组合,适合做的事情》
这些都是我自己科研经验和以前读的文献的总结。也没写什么参考文献,就是随便扯扯,这就全凭自己的经验和记忆啦,想到哪儿写到哪儿。这里面肯定有不对的,甚至有荒谬之极的东西,还请大家指正。也希望自己抛砖引玉,其他高手也讲讲自己的经验。

很少见到高手们总结自己的科研经验和阅览的文献。小卒我这个屁股上还没褪干净蛋壳的小菜鸟,只好抛出一块又丑又粗糙的破砖,引引高手们的美玉啦。

以下探讨均不涉及cluster。主要是有机化合物、以及金属离子和有机配体组建成的配合物。其计算也都是基于单个分子的计算。周期体系不在考虑之列——这是一句无奈的词句,因为我的研究方向不在此处,所以我确实没有仔细思考过它们

1分子结构、键长和键角:
对于比较轻的元素,比如CHON之类,b3lyp/6-311++g**就很优秀,如果把基组加到了aug-cc-pv?z的程度,就没什么大的必要了。有人甚至说,Cl以前的元素用6-31g就好,如果有孤对电子加个d就行了,如果带负电荷就加个弥散。

对于一些中等重量的元素,LanL2DZ或者DZVP之类的基组就不错啦,没必要加更高的机组了,加了也是浪费。Fe的LanL2DZ有人换成SDD试过,换了以后得到不同基态结果 ,千万小心使用SDD。第一行过渡金属,如果只有一个,那么6-311+g*的计算量还是可以承受的;两个及两个以上,非赝势很难算。lanl2dz和sdd都是比较好的选择。除非做单点算,否则非要上mp2算就没太大必要了。

再重一些,比如稀土,LanL2DZ就不行了,M. Dolg先生搞出来的那个基组,斯图加特RECP的-GTO占了大部分市场份额。而泛函选择上,百分之四十用的是B3LYP,百分之四十用的是B3PW91,百分之五用的是MPn族,百分之五用的是CCSD(T)族,百分之五用的是PBE族,百分之五用的是经过改进的半经验。有时候还要自己选择,是用小核赝势呢,还是大核赝势呢。听说ADF用PBE/DZPZORA处理稀土,效果也不错,但是我没用过。
有金属的时候,据说tpss不错,但是我也没用过,不敢说。

这里我要批一批我偶然见到的一个文献:Int.J.Electrochem.Sci. 2009, 4, 295-307,伊朗的一群人做的工作。他们居然用6-31G*计算稀土元素,这简直是扯淡,大家不要学他。

半经验方法中,处理CHNO之类的元素,AM1和PM3都不错,PM6也很好,他们可以作为我们前期粗略优化的手段。不过要注意AM1处理共轭体系不太好。有人用Sparkle/AM1和Sparkle/PM3处理稀土元素。精度并不是多么好,但是极大地减轻了计算量,可以说还是很有成效的一个工作。不过这里不探讨半经验,仅仅探讨密度泛函,所以不多说了。

一个例子:3-,我会选择B3lyp/genecp来优化其分子结构,然后用PBE1PBE/genecp来计算其电子结构。genecp对应关系如下(其实,这个混合基组有自己的专门的名字,叫做LACVP+*)
Fe 0
LanL2DZ
****
C N 0
6-31+g*
****

Fe 0
LanL2DZ

分子结构计算结果的优劣可以用有2种方法加以检验,一是与可获得的实验数据进行对照(但不要忘了实验数据本身只是接近事实,而不是准确事实的本身,因为它们仍然是有误差的),二是在优化结构的基础上计算性质,同样的,还是要拿计算结果与更为有限的性质实验测定结果(它们同样有误差)进行对照。这充分体现了人类认识自然规律的有限性——我们总是只能获得相对真理。由于现有的计算理论本身在处理相关能和相对论效应时有很多困难(理论的和实际计算上的),所以,本人的研究都不涉及重金属,而只做轻元素体系,多为生物分子体系,大量的计算实验表明DZP加弥散基组与B3LYP的结合所得的结果可靠,所以一直使用。个人的精力是有限的,无法大量进行方法的尝试与鉴别,所以,只有大量阅读文献来弥补。实际上,就轻元素物质的结构而言,6-31++G**的结果已然非常不错了,但在计算性质时不妨对基组适当选择。如前所述,因为实验有误差,所以有时实验并非一定可靠,更重要的是,有的性质的测定,实验上是不可能进行的(至少目前是如此),因而,计算怎样走在实验的前面,恐怕值得思考。
RI-DFT、RI-MP2方法,能比常规方法快一个数量级,但精度接近。此外还有RI-CCSD、RI-CCSD(T)等,不过用得很少。Gaussian 0x的话可以试试纯GGA+密度拟合,不会比ADF的同类方法差太多。

2氢键

氢键的计算,还是以b3lyp、b97-?、pwb6k、b2plyp、b3p86、pbe1pbe、mpw1k这几族泛函比较好。基组的话,还是aug-cc-pv?z、mg3s好一些。其实劈裂价键基组也不错,但是必须加“大弥散”和“高角动量”,因为氢键还是比较弱一些,氢键对应的波函数必须加大离域程度。

其实氢键还算是一个比较好算的东西。流行的DFT中,除了OLYP和O3LYP之外,基本都有一定精度。氢键的计算,基组的选择影响大一些,大弥散基组是必须的。

虽然dft在研究氢键方面也一直有人在用,但现在大多数的审稿人总是对这种方法持怀疑的态度,因为对扩散相互作用,dft无法预测,而审稿人更为信任的是mp2,而且一般需要大基组来计算,如aug-cc-pvdz,aug-cc-pvtz等,但如果无法完成这些基组,一些低一些的基组来做计算也是可以被接受的,如6-31G++(d,p),6-311G++(d,p)等,但bsse校正是做氢键方面一个必须要做的一部分。如aug-cc-pvdz,aug-cc-pvtz等这些大基组,bsse似乎影响不大,可以不做。

3远程弱作用

远程作用就比较扯淡了。B3交换泛函彻底完蛋。虽然我主要也是B3LYP阵营的人,但是要我在这个领域夸夸B3LYP,我还真不能瞪着眼睛说瞎话。这个领域DFTB和DFTB+曾经试图在这个领域做些贡献,但是成就并不是很大。比较成功的是DFT-D,包括b97-d,b2plyp-d等等这些加上dispersion项的DFT了。
Truhlar的泛函 M05, M05-2X, M06, M06-2X等等可能只适用于某些体系,对于有些体系,照样给出糟糕的结果。LDA居然能出乎意料地给出vdW作用,而其他GGA泛函都不行。这应该是个偶然,可能是正负误差相消的结果。比如,用LDA优化出的石墨层间距和实验值符合得相当好。PBE-D方法总是倾向于高估vdW作用。

远程作用还有别的选择——尽管它会大大增加计算量
一种选择,使用MPn,还是不够准
另一种选择,是把MPn改造成SCF-MPn,计算量忒大
再一种选择,使用CCSD(t)之类的,……呃,还是算了吧,计算量我更受不了。
文献常见的高斯09的方法有:MPW1KCIS,MPW1B95,MPWB1K,jiewei先生推荐基组tzv(2d,2p)/QZV3P。MS的话一般用GGA/PEB。

基组问题:算远程作用必须用极大的基组——这是一句废话,因为你要让两个分子相互作用,那么它们的波函必须能“够到对方”才行。从TZV(d),到TZV(d,p),到TZV(2d,2p),到TZV(2df,2pd),到TZV(3d2f,3p2d),……继续加吧,能加多高,就加多高,算远程弱作用,您永远别吝啬你的资源。当然,我绝不反对你使用DZV族
另一个选择:从6-311++g(d,p),到6-311++g(2d,p),到6-311++g(2df,2pd),到6-311++g(3df,3pd),到6-311++g(3d2f,2p2d),……继续加呀加呀加呀加!
再来个选择:从aug-cc-pvtz,到aug-cc-pvdz,到aug-cc-pvqz,……子子孙孙无穷尽也
听说过一族巨型机组,叫ANO基组,当然还有它的一些变体。ANO规模很巨大,算的能量相当精确,但是对于分子性质没有那么好的效果。

4多加一句:关于核磁,给某些人提个醒儿
昨天,有人在qq上问我,他说核磁计算结果与实验值相差太大。我问他你用啥算的?他说是b3lyp/6-31g*。我直接就无语+仆街了。
很多人习惯用6-31g*。这确实是一个很优秀的基组。但是您居然扛着6-31g*跑去算核磁,误差不达到百分之一千才怪。算核磁最小的基组,至少要用6-31++g(d,p)。这已经是最低要求了,不能再低了,建议使用6-311++g(2df,2pd)或更高

Ⅷ 二氧化硫的孤对电子数如何算

SO2是平面V形分子。S原子最外层有6个电子,有2对和2个单电子。与O生成SO2以后,S原子分别用2个单电子和2个O原子成键(西格玛键),然后S的1对电子分别与2个O原子的另一个电子形成4电子3中心的大π键。只余下1对孤对电子。
公式1/2*(a-xb)
a------中心原子的价电子数
如S的价电子是6
b------配位原子的孤电子
如O的孤电子是2
x------是孤电子数目
如O的孤电子数目是2
由此可知SO2的孤对电子数是1

Ⅸ 如果ADF检验还是有数列不平稳怎么处理

一般情况是减小步长会增加稳定性,少数函数只有步长在一定范围内,差分才平稳,太大太小都不稳.
要通过判据判断(例如流体力学稳定条件),或试运行。若允许修匀,可以用函数修匀。

原则上非平稳序列和非同阶差分序列都是不能处理的。但是现实中常常出现a序列平稳,b序列差分平稳,这样也在做;但弱b序列是二阶差分及其以上就完全没经济意义,描述性分析是第一步。

为确保结果的正确性,对每个变量序列都使用ADF和PP两种检验确定其稳定性和单整阶数,正确选择滞后期数是必不可少的。重要的是需正确选择方程式的常数项、趋势项、滞后期数等。

(9)mp2计算方法和dft方法扩展阅读

软件中主要涉及的理论方法范畴

20世纪60年代,Hohenberg、Kohn和Sham提出密度泛函理论(DFT)。DFT理论奠定了将多电子问题转化为单电子方程的理论基础,给出了计算单电子有效势的方法。

DFT在计算物理、计算化学、计算材料学等领域取得巨大成功,1998年,Kohn与分子轨道方法的奠基人Pople分享了诺贝尔化学奖。

与Hartree-Fock方法以及半经验方法相比,DFT方法可以提供更高的计算精度,并能够地处理含金属原子的分子体系。

而与传统的从头算方法(MP2,CI,CC等)相比,DFT方法的优势在于它所需的硬件资源较少,计算速度快,利用目前的硬件平台能够精确处理含有数百个原子的体系(结合QM/MM方法可以处理数千个原子)。

软件主要包含的处理工具

ADF软件的可选模块包括用于处理分子体系的ADF程序和用于处理周期性结构的BAND程序,以及相应的图形用户界面ADF-GUI、BAND-GUI。ADF2008新增COSMO-RS模块,专门用于研究溶液体系的热力学性质。

与此软件密切相关的软件

ADF-GUI,Molden

ADF法案:《废弃物处理预收费法》

Ⅹ 卟吩的拼音

卟吩的拼音:bǔfēn。

卟吩 一种有机化合物。旧称“㗊”(leí),是四个吡咯环的 α-碳原子通过四个次甲基(-CH=)桥相连而成的共轭体系,是最简单的卟啉。

暗红色晶体。溶于吡啶、二恶烷,微溶于氯仿、冰醋酸,难溶于甲醇、乙醚、丙酮。

卟吩的四个氮原子易与金属离子配位生成晶体状的金属络合物。是天然存在的叶绿素和血红素等多种卟啉类四吡咯化合物的结构骨架。

一种有机化合物,是叶绿素、血红蛋白等的重要组成部分。

卟吩环系的共轭体系和芳香性质,以及与化学反应活性的联系。

用考虑电子相关的MP2和两种DFT方法,在不同的基组下对卟吩结构全优化。

卟吩的光电离特性表明其对含氧较低的生物组织以及在极性较大的体内环境中具有较好的光动力作用。

种深红色晶体化合物C20H14N4,由四个吡咯环通过四个碳原子所构成的一个多杂环化合物,是叶绿素、血红蛋白等的重要组成部分。卟吩的四个氮原子易和许多金属原子配位而成金属络合物,如含铁血红素和含镁叶绿素等都属之。 卟啉是卟吩的衍生物。

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