【调剂】北京石油化工学院2024年16个专业接受调剂
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【奖励】 本帖被评价22次,作者yzcluster增加金币 18

[资源] 【yzcluster个人文集】关于DOS的一点说明

yjcmwgk 和loovfnd 建议写一个关于DOS的帖子。DOS是固体物理中的概念,以前在分子中用的不是很多。我以前曾经在第一原理版发帖子讨论过一些关于DOS的概念,主要是关于DOS和成键性质的关系。当然这个讨论是比较粗糙的。现在把它转发到分子模拟版,希望对大家有点用。主要目的有两个,一个是尽量对做化学的人解释清楚这个概念,说明不同DOS的用途以及所代表的含义。另一个,更为重要的是,类似于DOS,其实现在很多概念是量子化学与凝聚态物理不断融合的交汇点,在两个领域都有体现。熟悉这些概念对于进一步理解文献,或是写文章时从不同侧面说明自己的问题,都是有帮助的。

感兴趣的虫子可以看看,自然这只是抛砖引玉而已。

PS,1.如果我有错欢迎提出来,将给以金币奖励。因为你帮助了我纠正了一些我未曾发现的错误,一次10个金币。
      2.如果对各种DOS,比如TDOS,LDOS,PDOS有疑问,可以尽管在分子版这个帖子提问,我会就我所知尽量给以答复。当然,对于其他凝聚态物理的概念和量子化学的概念也可以(比如分子轨道理论以及与群论的关系,能带理论等等),希望能够给分子版带来一点物理的东西。

原帖见下
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1322428

[ Last edited by yjcmwgk on 2010-6-16 at 21:55 ]
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如何积分见下图
8楼2009-09-01 21:10:08
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yongleli

木虫 (正式写手)


★ ★ ★ ★ ★
yzcluster(金币+5,VIP+0):谢谢小乐捧场:) 9-1 00:10
友情顶一下
2楼2009-08-31 22:38:17
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yzcluster(金币+1):谢谢参与
这么快付诸行动,yjcmwgk和loovfnd十分感谢你!
3楼2009-09-01 09:25:58
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zhangfan2192

金虫 (著名写手)


★ ★
yzcluster(金币+1):谢谢参与
yjcmwgk(金币+1,VIP+0):感谢交流! 9-2 09:19
个人感觉看一下hoffman的《固体与表面》对态密度的理解还是很有好处的。
4楼2009-09-01 09:41:20
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)


★★★ 三星级,支持鼓励


yzcluster(金币+1):谢谢参与
支持一下
6楼2009-09-01 20:53:26
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)


请教一下yzcluster ,在某个帖子上你曾说过“至于s电子是否增加,你把s电子积分一下用数据说明,MS提供这个功能,不要想当然。”
具体在MS怎样实现对s电子积分这个功能,可否告知一二呢?
还有我问个弱点的问题,对于TDOS,LDOS,PDOS这几种态密度具体都是怎么区分的,其本质都是什么?是否都可以在MS软件中实现?谢谢。
7楼2009-09-01 21:03:55
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2008911

银虫 (小有名气)


★★★ 三星级,支持鼓励


yzcluster(金币+1):谢谢参与
学习学习!
10楼2009-09-02 09:45:32
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liurechen

银虫 (小有名气)


★★★★★ 五星级,优秀推荐


yzcluster(金币+1):谢谢参与
专业。
虽然不是搞这个的,但学习之。
13楼2009-09-02 14:14:19
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lilycorundum

木虫 (正式写手)


★★★★★ 五星级,优秀推荐


yzcluster(金币+1):谢谢参与
很好的帖子,希望牛人们多多现身!
15楼2009-09-02 23:26:51
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saminy

金虫 (初入文坛)



yzcluster(金币+1):谢谢参与
参观学习,努力中
16楼2009-09-02 23:37:48
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xiaosi8758

木虫 (小有名气)


★★★★★ 五星级,优秀推荐


yzcluster(金币+1):谢谢参与
收藏下来了
17楼2009-09-12 15:37:42
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xiaosi8758

木虫 (小有名气)


请教楼主:
1、我一直不明白DOS图中的非键的概念。这里的非键,到底是什么意思?DOS图中能不能看出来?如何看?
2、金属中除了金属键,电子都是以什么状态存在的?是非键吗?所谓的非键是不是就是我们过去所说的自由电子?还是说,金属键的电子就是自由电子呢?
金属中金属键占大部分啊,还是说非键占大部分?
3、离子键在DOS中能不能看出来?如何看?
4、我曾看到文献上说,费米能附近的非键是金属性的标志。这句话如何理解?
18楼2009-09-12 16:00:09
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1.其实DOS是固体物理的概念,而非键(以及成键和反键等)是结构化学的概念,但是现在经常用在同一个体系说明不同的问题。先说一下非键,然后在把它跟BAND和DOS结合起来。
从结构化学的角度来说,分子轨道是由原子轨道线性组合而成。如果体系有n个原子轨道进行组合,就会产生n个分子轨道(即轨道数目守恒,其实从量子力学的角度,就是正交变换不会改变希尔伯特空间的维数)。这些分子轨道的能量,可以高于,近似等于,或是低于原子轨道的能量,它们分别对应于成键,非键,或是反键态。简单的说,非键轨道跟组成它的原子轨道能量差不多,如果有电子排在该轨道上,则对体系成键能量上没有太大帮助。
由于固体中的每个能带都是有许多原子轨道组合而成,简单的说,对于某一只能带,它的上半部对应化学上所谓的反键态,下半部分对应于成键态,而中部的区域对应于非键态。但是,由于能带是非常密集的,从而是连续(准连续的),对于某个具体的能级,往往很难说出具体是什么键态,如果这个能级不是对应于能带低,或是能带顶的话。而且,一般费米面附近的能带不仅仅由一种原子轨道扩展而成,而是不同种轨道杂化而成,要定量说明是比较难的。

2.关于金属,粗糙的说,金属中的电子是以电子气的情况出现,分布于整个金属所在的空间。正价离子实通过对“公共”电子气的吸引而聚集在一起。从化学上讲,金属键可以看做是一种共价键,只是没有饱和性和方向性。但是这种理解太粗糙。从固体物理的角度,金属中电子分布跟半导体,绝缘体(也就是电介质)类似,对基态都是按照能量最低排在能带上。只不过,金属的费米能级穿过电子所在的能带(也就是电子没有占满该能带),从而使得费米面附近的电子参与导电。所以,非键并不是我们说的自由电子,两者没有必然的联系。金属中的电子也不是完全的自由电子,其波函数还是受离子周期调制的布洛赫波,而非平面波。

3.离子键等不能在DOS中看,我发过专门的帖子。单纯的从DOS最多可以定性的看出杂化,但是不能看出杂化轨道中的电子究竟偏向哪个原子,因此不能看出离子键或是共价键的情况。最近我师弟问我一个很垃圾杂志上用DOS分析离子键或是共价键的文章,这个文章我看了一下,它的分析是错的。

4.根据我上面的说法,由于固体的“非键态”在DOS或是BAND的中部,当费米能级附近是非键态时,换句话说,就是表明费米能级穿越了能带的中部,说明电子没有占满,因此是金属晶体,是金属性的标识。这么理解有道理。
19楼2009-09-12 16:37:58
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xiaosi8758

木虫 (小有名气)


谢谢 yzcluster 的解答。这些问题困惑我很久了,真是个好人!
20楼2009-09-12 17:30:34
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引用回帖:
Originally posted by xiaosi8758 at 2009-9-12 17:30:
谢谢 yzcluster 的解答。这些问题困惑我很久了,真是个好人!

帮助美女,本帅哥义不容辞。
21楼2009-09-12 17:35:19
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xiaosi8758

木虫 (小有名气)


人好还是个帅哥哈,以后还要多向你请教。
22楼2009-09-12 19:34:13
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youshihou3802

金虫 (正式写手)


★★★ 三星级,支持鼓励


yzcluster(金币+1):谢谢参与
学习学习!
23楼2009-09-22 19:58:29
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贾贾

金虫 (小有名气)



yzcluster(金币+1):谢谢参与
我想知道用gaussian的log文件画出来的DOS图(用gausssum产生的数据,origin画的),怎么看费米能级啊?有谁知道啊
24楼2009-09-25 09:52:06
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引用回帖:
Originally posted by 贾贾 at 2009-9-25 09:52:
我想知道用gaussian的log文件画出来的DOS图(用gausssum产生的数据,origin画的),怎么看费米能级啊?有谁知道啊

对于分子这些“少电子体系”,一般认为HOMO的能量值就是费米能级。
25楼2009-09-25 14:31:03
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对于固体的费米能级,有其热力学定义。比如本征半导体的费米能级近似在GAP中央。与价带顶并不重合。具体问题具体分析。
26楼2009-09-25 14:33:08
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xiaosi8758

木虫 (小有名气)


请教楼主问题。还是那个关于非键的问题。
1、如果两个原子之间有成键和反键,能不能还同时存在非键的电子?(我是说外层价电子)
2、你之前说的都是在能带结构中观察非键,我理解是不容易观察。那从DOS 中能观察到吗?有何特征?
辛苦了
27楼2009-09-25 22:16:02
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引用回帖:
Originally posted by xiaosi8758 at 2009-9-25 22:16:
请教楼主问题。还是那个关于非键的问题。
1、如果两个原子之间有成键和反键,能不能还同时存在非键的电子?(我是说外层价电子)
2、你之前说的都是在能带结构中观察非键,我理解是不容易观察。那从DOS 中能观察 ...

1.可以(虽然你的问题不是很清楚,但是我可以理解你的意思)
2.我给你画了个简图,图中打?的部分从s态来说,是“反键态”。从p态来说,是成键态。因此这个部分的能级情况很难说清楚,呵呵。出现这种问题的原因很简单。因为固体跟分子本来就不完全一样,一个是“少电子”体系,一个是多电子体系。很多概念并不能完全对应。

PS: 最后,在我给你画下面这个图的时候,邮箱收到了一个文章的接受函,这是我今年第4篇SCI了。嘿嘿,好人果然有好报啊。
28楼2009-09-26 00:00:56
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xiaosi8758

木虫 (小有名气)


呀,不好意思,第1个?没说清楚。举个例子说,假设两个Ti原子的d轨道,如果存在dd成键和反键,此俩Ti原子的dd之间可不可以还以非键结合?固定在这个轨道上,同时有这三种键?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
恭喜你啊。真是大神啊,这才九月份已经出这么多,有文章链接么,发来拜读一下!
29楼2009-09-26 01:07:24
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yychjm0999

金虫 (正式写手)



yzcluster(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
Originally posted by yzcluster at 2009-9-26 00:00:


1.可以(虽然你的问题不是很清楚,但是我可以理解你的意思)
2.我给你画了个简图,图中打?的部分从s态来说,是“反键态”。从p态来说,是成键态。因此这个部分的能级情况很难说清楚,呵呵。出现这种问题的原 ...

按你图中的意思可否这样理解,我一个分子中一原子的S电子和另一个分子中原子的p电子有作用,意味着这两个轨道应该有交盖啊?

例如:一个体系中含有两个组分:一个H2,另一个Cu,H2中的S轨道会合Cu中的p轨道有交盖吗?多谢指教!
30楼2009-09-28 19:44:20
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引用回帖:
Originally posted by yychjm0999 at 2009-9-28 19:44:


按你图中的意思可否这样理解,我一个分子中一原子的S电子和另一个分子中原子的p电子有作用,意味着这两个轨道应该有交盖啊?

例如:一个体系中含有两个组分:一个H2,另一个Cu,H2中的S轨道会合Cu中的p轨道 ...

1.你说的不就是S-P杂化吗?不过严格的说,这种理解有点小问题。比如,分子中A原子的深层s电子跟B原子的外层p价电子肯定有作用(库仑长程作用),但是两者的轨道交叠可以忽略不计(因为内层s电子跃迁到另外一个原子外层p电子的概率几乎为0)。不过,如果都是价电子,粗略的认为s和p交叠而有相互作用也是可以的。

2.H2中不再有s轨道了,它们已经变成分子轨道了。
31楼2009-09-28 20:18:47
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nicer

至尊木虫 (知名作家)



yzcluster(金币+1):谢谢参与
bucuo
32楼2009-09-30 07:13:53
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Light5392

木虫 (正式写手)


★★★★★ 五星级,优秀推荐

互相学习是应该的,支持一下
33楼2009-10-16 17:06:08
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onlywangsong

铁虫 (初入文坛)


引用回帖:
19楼: Originally posted by yzcluster at 2009-09-12 16:37:58
1.其实DOS是固体物理的概念,而非键(以及成键和反键等)是结构化学的概念,但是现在经常用在同一个体系说明不同的问题。先说一下非键,然后在把它跟BAND和DOS结合起来。
从结构化学的角度来说,分子轨道是由原子轨 ...

你好,我的计算中DOS图中两种原子轨道有杂化而在ELF中没有局域电荷,前者文献中认为是共价键,后者认为是没有共价键,而我的计算中DOS图中两种原子轨道有杂化在ELF中没有局域电荷怎么解释?你能不能把你看到的垃圾杂志中的DOS分析离子键的文献的标题告诉我,还有,DOS的两种原子的轨道有杂化就一定是共价键么,可不可能是离子键,有没有文献证明,可以加我qq550432768,感激不尽
40楼2016-01-04 15:40:57
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简单回复
loovfnd5楼
2009-09-01 19:46   回复  
yzcluster(金币+1):谢谢参与
 
yjcmwgk9楼
2009-09-01 21:44   回复  
 
qingyun53311楼
2009-09-02 10:56   回复  
yzcluster(金币+1):谢谢参与
 支持
wsb969612楼
2009-09-02 11:21   回复  
yzcluster(金币+1):谢谢参与
 顶一下
yy0520yy14楼
2009-09-02 14:17   回复  
yzcluster(金币+1):谢谢参与
 谢谢分享!!!
zyz198134楼
2010-12-24 10:07   回复  
 
wangjb40135楼
2012-07-22 16:22   回复  
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lcl_lcl36楼
2013-11-13 10:27   回复  
五星好评  顶一下,感谢分享!
quantumor37楼
2014-12-13 17:34   回复  
五星好评  顶一下,感谢分享!
lindawu12438楼
2015-09-21 16:40   回复  
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2015-10-28 09:26   回复  
五星好评  顶一下,感谢分享!
102104729241楼
2016-02-12 07:20   回复  
五星好评  顶一下,感谢分享!
102104729242楼
2016-02-12 07:20   回复  
2016-05-26 21:52   回复  
三星好评  顶一下,感谢分享!
pcczhouwei44楼
2016-11-24 16:35   回复  
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scej66645楼
2019-07-25 16:00   回复  
五星好评  顶一下,感谢分享!
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