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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 量子化学 » Gaussian » 【交流】回zhanghh1984关于HOMO、LUMO问题
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yuhuobuku

木虫 (正式写手)

[交流] 【交流】回zhanghh1984关于HOMO、LUMO问题

发现我回不了贴了，重新开个贴吧。高斯程序计算出来的单位都是原子单位a.u.
然后自己换算吧。关于如何阅读HOMO LUMO能量的问题我以前写了个小的总结给你发过来看一下：（仅供参考）
【一】

一般选择用pop=reg来计算HOMO和LUMO轨道，分别打印出5条。如果用非限制性方法计算开窍层体系，体系有一个单电子。那么分别两套轨道，计算结果alpha，beta电子各给出了一套值。部分输出文件为：

Orbital energies and kinetic energies (alpha):
1 2
61 (A)--O -0.41907 1.15066
62 (A)--O -0.41445 1.17615
63 (A)--O -0.40228 1.46886
64 (A)--O -0.36519 1.82895
65 (A)--O -0.36450 1.83459
66 (A)--O -0.27919 1.58649    HOMO
67 (A)--V -0.16904 1.68438
68 (A)--V -0.15822 1.33172
69 (A)--V -0.13931 1.45057
70 (A)--V -0.09413 1.52481
71 (A)--V -0.09042 1.46055
Orbital energies and kinetic energies (beta):
1 2
61 (A)--O -0.40825 1.14433
62 (A)--O -0.40405 1.17127
63 (A)--O -0.38829 1.43736
64 (A)--O -0.36438 1.82856
65 (A)--O -0.36298 1.82272
66 (A)--V -0.22356 1.56890    LUMO
67 (A)--V -0.15432 1.31964
68 (A)--V -0.14677 1.69606
69 (A)--V -0.13491 1.44071
70 (A)--V -0.09264 1.49395
71 (A)--V -0.08881 1.42911

若使用限制性方法，对闭壳层体系进行计算，得出一套轨道，只有alpha电子的输出。电子全部配对。部分输出文件为：

Orbital energies and kinetic energies (alpha):
1 2
61 (A)--O -0.41191 1.14750
62 (A)--O -0.40757 1.17374
63 (A)--O -0.39302 1.45048
64 (A)--O -0.36450 1.82922
65 (A)--O -0.36345 1.82981
66 (A)--O -0.16767 1.58047     HOMO
67 (A)--V -0.16164 1.67120     LUMO
68 (A)--V -0.15696 1.34890
69 (A)--V -0.13813 1.44738
70 (A)--V -0.09351 1.51515
71 (A)--V -0.08980 1.44987


HOMO和LUMO只看占据电子的最高能量轨道和未占据电子的最低量轨道， alpha还是beta 没什么关系。

前一个：HOMO 66 (A)--O -0.27919 1.58649 (alpha)
LUMO 66 (A)--V -0.22356 1.56890 (Beta)

后一个：HOMO 66 (A)--O -0.16767 1.58047 (Alpha, beta相同,占据一个电子)
         LUMO 67 (A)--V -0.16164 1.67120  

【二】

Orbital Symmetries:
Occupied (A') (A') (A') (A') (A" (A') (A') (A"
Virtual (A') (A') (A" (A')
The electronic state is 1-A'.
Alpha occ. eigenvalues -- -20.29970 -11.10195 -1.28226 -0.81445 -0.61834
Alpha occ. eigenvalues -- -0.51763 -0.39445 -0.36126
Alpha virt. eigenvalues -- 0.23585 0.65804 0.75009 0.77751           

如上面这个输出例子（G98测试148，分子为H2CO）怎样找出HOMO和LUMO轨道？

这个计算结果存在一个问题，对称性没有判断正确，H2CO应是C2V对称性的分子。HOMO就是最高占据轨道，第一行最后一个，LUMO是最低未占据轨道，第二行第一个。
Occupied (A') (A') (A') (A') (A" (A') (A') (A" Virtual (A') (A') (A" (A') HOMO就是最高占据轨道， occupied就是占据， 当然应该是最后一个occupied就是。
LUMO是最低非占据轨道，virtual就是虚轨道，所以就是第一个virtual就是。

下面例子是个C2对称性的体系：

Alpha Molecular Orbital Coefficients:
-0.38948(773轨道--Occ.) -0.38948(774轨道--Occ.) -0.38510(775轨道--Occ.)

-0.38509(776轨道--Occ.) -0.23837(777轨道--Virt.)

Beta Molecular Orbital Coefficients:
-0.38418(773轨道--Occ.) -0.38418(774轨道--Occ.) -0.34763(775轨道--Virt.)
HOMO : -0.38418(774轨道--Occ.)
LUMO : -0.34763(775轨道--Virt.)

刚开始看这个例子的时候不是太懂，容易跟上面的弄混。但如果把这2套轨道竖立排列起来就容易懂了。

Alpha Molecular Orbital Coefficients:      Beta Molecular Orbital Coefficients:
-0.38948(773轨道--Occ.)                      -0.38418(773轨道--Occ.)

-0.38948(774轨道--Occ.)                     -0.38418(774轨道--Occ.)

-0.38510(775轨道--Occ.)                      -0.34763(775轨道--Virt.)

-0.38509(776轨道--Occ.)

-0.23837(777轨道--Virt.)

用POP=reg可以得到HOMO能量值的，你找到Orbital energies and kinetic energies (alpha)这一行，下面列出了五个最高占据轨道和五个最低未占据轨道的能量值。
至于电量，Gaussian默认输出的是Mulliken charges，你搜索它肯定能看到每个原子带的电量的！
5个轨道中,前面带o的为HOMO,v的为LUMO,O和V靠在一起.

[ Last edited by yuhuobuku on 2008-12-10 at 15:43 ]
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薄酒可以忘忧，丑妻可以白头，徐行不必驷马，称身不必狐裘平淡才是生活的主旋律
1楼 2008-12-10 14:14:00
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erylingjet

铁杆木虫 (著名写手)
不知道最后一个什么意思?楼主再解释一下吧?

Alpha Molecular Orbital Coefficients:      Beta Molecular Orbital Coefficients:
-0.38948(773轨道--Occ.)                      -0.38418(773轨道--Occ.)

-0.38948(774轨道--Occ.)                     -0.38418(774轨道--Occ.)

-0.38510(775轨道--Occ.)                      -0.34763(775轨道--Virt.)

-0.38509(776轨道--Occ.)

-0.23837(777轨道--Virt.)

为什么不是776和777?
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2楼2008-12-10 15:21:44
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yuhuobuku

木虫 (正式写手)
★ ★
lei0736(金币+2,VIP+0):鼓励原创
因为占据轨道里774比776大啊 要找的就是最高占据轨道呀
同理 775比777低
我个人就是这么理解的。
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薄酒可以忘忧，丑妻可以白头，徐行不必驷马，称身不必狐裘平淡才是生活的主旋律
3楼2008-12-10 15:53:54
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yyx19840628

木虫 (著名写手)

鹰的眼睛，狼的耳朵，豹的速 ...
你是分享吗？还以为是问问题
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人生的最大遗憾莫过于错误地坚持了不该坚持的，轻易地放弃了不该放弃的……
4楼2008-12-10 16:16:23
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yuhuobuku

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by yyx19840628 at 2008-12-10 16:16:
你是分享吗？还以为是问问题

刚刚回不了别的楼主的帖子了，我只好重新开了个贴
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薄酒可以忘忧，丑妻可以白头，徐行不必驷马，称身不必狐裘平淡才是生活的主旋律
5楼2008-12-10 16:43:04
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皓儿165

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by erylingjet at 2008-12-10 15:21:
不知道最后一个什么意思?楼主再解释一下吧?

Alpha Molecular Orbital Coefficients:      Beta Molecular Orbital Coefficients:
-0.38948(773轨道--Occ.)                      -0.38418(773轨道--Occ.)

...

也就是说不用考虑alpha，beta。一起比较具体的数值就行了，对吧
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做个聪明优雅的女人
6楼2008-12-10 17:18:58
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yuhuobuku

木虫 (正式写手)
★
jghe(金币+1,VIP+0):感谢你参与讨论！
引用回帖:
Originally posted by 皓儿165 at 2008-12-10 17:18:

也就是说不用考虑alpha，beta。一起比较具体的数值就行了，对吧

我以前在网上找资料，是这样说的。而且，要是对应着从轨道图里看谁是LUMO谁是HOMO就显而易见了。
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薄酒可以忘忧，丑妻可以白头，徐行不必驷马，称身不必狐裘平淡才是生活的主旋律
7楼2008-12-10 18:43:24
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皓儿165

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by yuhuobuku at 2008-12-10 18:43:


我以前在网上找资料，是这样说的。而且，要是对应着从轨道图里看谁是LUMO谁是HOMO就显而易见了。

谢谢你的回答啊，我对这个问题一直也挺困惑呢。
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做个聪明优雅的女人
8楼2008-12-11 11:19:09
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zhanghh1984

木虫 (正式写手)
对于开壳层体系，在alph和beta之间如何选？为什么你在你举得例子中选择了beta?谢谢！
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9楼2008-12-13 08:28:18
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zhanghh1984

木虫 (正式写手)

帮忙看看

这是我计算完的OUT文件，这里面的每个轨道为什么有五个能量值？该选哪一个呢？

Population analysis using the SCF density.

**********************************************************************

Alpha  occ. eigenvalues --  -24.63992 -24.63894 -19.20034 -19.19840 -14.44787
Alpha  occ. eigenvalues --  -14.38928 -10.33538 -10.33039 -10.26522 -10.25169
Alpha  occ. eigenvalues --  -10.23447 -10.23190 -10.22283 -10.22250 -10.22005
Alpha  occ. eigenvalues --  -10.21799 -10.21503 -10.21377 -10.20862 -10.20641
Alpha  occ. eigenvalues --  -10.20605 -10.20536 -10.20486 -10.19733 -10.19685
Alpha  occ. eigenvalues --  -10.19656 -10.19606 -10.19482  -6.88499  -1.16911
Alpha  occ. eigenvalues --   -1.13439  -1.11848  -1.09149  -1.06487  -0.91260
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.89090  -0.87677  -0.85411  -0.83608  -0.79751
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.78236  -0.77720  -0.76637  -0.76126  -0.75481
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.70711  -0.67449  -0.66416  -0.63637  -0.63166
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.62049  -0.61973  -0.60651  -0.59138  -0.57665
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.55815  -0.54874  -0.53576  -0.52966  -0.51268
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.50596  -0.49723  -0.48484  -0.48383  -0.47468
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.46986  -0.46748  -0.46024  -0.45664  -0.45326
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.44884  -0.44462  -0.44147  -0.43237  -0.43061
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.41017  -0.40242  -0.39689  -0.38872  -0.38412
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.37827  -0.37541  -0.37244  -0.37132  -0.36937
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.36548  -0.36307  -0.35796  -0.35403  -0.34501
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.32886  -0.32395  -0.31202  -0.29121  -0.28086
Alpha  occ. eigenvalues --   -0.27131  -0.26572  -0.26250  -0.25956  -0.23640
Alpha virt. eigenvalues --   -0.10699  -0.04908  -0.02858  -0.02657  -0.01338
Alpha virt. eigenvalues --   -0.00757  -0.00115   0.02983   0.07671   0.08024
Alpha virt. eigenvalues --    0.08520   0.09429   0.10317   0.12405   0.12769
Alpha virt. eigenvalues --    0.13013   0.13727   0.14123   0.14250   0.14722
Alpha virt. eigenvalues --    0.15219   0.15558   0.15715   0.16682   0.17007
Alpha virt. eigenvalues --    0.17374   0.17910   0.18574   0.19194   0.20235
Alpha virt. eigenvalues --    0.21090   0.22581   0.22884   0.24071   0.25150
Alpha virt. eigenvalues --    0.25979   0.27856   0.28108   0.28261   0.28789
Alpha virt. eigenvalues --    0.29133   0.29428   0.29665   0.30295   0.30669
Alpha virt. eigenvalues --    0.32091   0.32950   0.34102   0.35373   0.35685
Alpha virt. eigenvalues --    0.38207   0.40555   0.42633   0.43312   0.44257
Alpha virt. eigenvalues --    0.46266   0.46463   0.47227   0.48482   0.50148
Alpha virt. eigenvalues --    0.50572   0.50807   0.51425   0.52033   0.52366
Alpha virt. eigenvalues --    0.52689   0.53753   0.54067   0.54471   0.55594
Alpha virt. eigenvalues --    0.55824   0.56158   0.56575   0.57401   0.57720
Alpha virt. eigenvalues --    0.57979   0.58573   0.58939   0.59251   0.59529
Alpha virt. eigenvalues --    0.59719   0.60033   0.60805   0.61112   0.61123
Alpha virt. eigenvalues --    0.62243   0.62501   0.62642   0.62954   0.63270
Alpha virt. eigenvalues --    0.63397   0.63573   0.64221   0.64658   0.64842
Alpha virt. eigenvalues --    0.65112   0.65333   0.66244   0.66827   0.68106
Alpha virt. eigenvalues --    0.68491   0.69661   0.71910   0.73315   0.74739
Alpha virt. eigenvalues --    0.76676   0.77222   0.80306   0.80754   0.81872
Alpha virt. eigenvalues --    0.82216   0.82947   0.83227   0.83696   0.84519
Alpha virt. eigenvalues --    0.84861   0.85533   0.86082   0.86510   0.87330
Alpha virt. eigenvalues --    0.87557   0.88660   0.89628   0.90462   0.90746
Alpha virt. eigenvalues --    0.91389   0.92126   0.92705   0.93548   0.93917
Alpha virt. eigenvalues --    0.95345   0.96632   0.97729   0.98397   0.98889
Alpha virt. eigenvalues --    1.00346   1.01676   1.02063   1.03323   1.05340
Alpha virt. eigenvalues --    1.05501   1.06809   1.09240   1.10138   1.11104
Alpha virt. eigenvalues --    1.12182   1.13940   1.14486   1.15161   1.15765
Alpha virt. eigenvalues --    1.16625   1.17488   1.18600   1.19935   1.20605
Alpha virt. eigenvalues --    1.21264   1.22720   1.23749   1.25627   1.26159
Alpha virt. eigenvalues --    1.28167   1.30480   1.32014   1.32824   1.34549
Alpha virt. eigenvalues --    1.36012   1.37103   1.38622   1.43692   1.44461
Alpha virt. eigenvalues --    1.45619   1.47148   1.47670   1.47885   1.50084
Alpha virt. eigenvalues --    1.52256   1.56451   1.58235   1.58997   1.63607
Alpha virt. eigenvalues --    1.66475   1.66841   1.73817   1.80699   1.87203
Alpha virt. eigenvalues --    1.92331   1.93644   1.95141   2.15367   2.18088
Alpha virt. eigenvalues --    2.36914
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