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ilpisces

新虫 (初入文坛)


[资源] 用Gnuplot画出分子轨道

理论化学专业的学生经常需要解析分子轨道(MO),而常用的量子化学程序(比如Gaussian,Gamess,ADF 等),通常配有相应的应用程序将分子轨道可视化。其实,借用绘图软件(比如 Gnuplot)和一些脚本代码,自己动手也可画出分子轨道。而这一过程对于理解量子化学一些基本概念,比如原子轨道(AO),基组,分子轨道等,不失为一个好的训练方法。本文中例在Gnuplot 4.6版本运行。

[ Last edited by ilpisces on 2017-5-25 at 10:19 ]
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  • 附件 1 : 用Gnuplot画出分子轨道.pdf
  • 2017-05-24 08:45:28, 1.38 M

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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


★★★ 三星级,支持鼓励

这是你写的论文?
2楼2017-05-24 09:53:41
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


送红花一朵
最近在学习自洽场方法,也涉及到基函数和轨道。有几个问题想请教您。
请问氢原子有精确解,基组与氢原子的精确解是什么关系呢?
4楼2017-05-24 10:13:53
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


引用回帖:
12楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-26 19:19:20
氢原子有精确解,是因为它只有一个电子。
用类氢原子模型,可以解出s, p, d等单电子轨道,表示成函数形式,是Slater型函数,zeta为参数。
但实际原子大多含有多个电子,所处的原子轨道与类氢原子模型解出的轨道不 ...

谢谢!slater型波函数以及在SCF中得到的轨道与类氢离子波函数只是有效核电荷数Z不同,可以这样理解吗?用变分法确定那个Z。昨天把Gauss型分子积分又看了一遍,用几个Gauss型函数拟合一个slater函数,在分子自洽场计算过程中,组合系数和gauss函数的轨道系数都要优化吗?还是在做分子自洽场计算前已经优化好了?

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13楼2017-05-26 16:33:51
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


引用回帖:
14楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-26 21:21:17
---------------------------------------------------------
slater型波函数以及在SCF中得到的轨道与类氢离子波函数只是有效核电荷数Z不同,可以这样理解吗?
----------------------------------------------- ...

SCF的解不是单电子函数吗?单电子函数又称为分子轨道。我想问这个单电子函数是类氢离子波函数么?

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16楼2017-05-26 20:04:46
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


引用回帖:
15楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-26 21:26:19
不好意思我想问一下,我上传的这份文件您是否已经看了呢?
因为您的这些问题,我以为在文件里是可以找到答案的。
也许可能是有不好理解的地方,如果这样的话,您可以告诉我。...

看了,您写的内容很丰富,我还要仔细的读一读。不同的人看同一本书体会也不一样。可能是我刚入门不久,很多东西理解不准确,还请老师多多指导。(毕竟这是量子化学,专业性很强的东西,不像小说一遍就能明白)

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17楼2017-05-26 20:08:30
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


引用回帖:
18楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-27 00:09:13
不是。
类氢原子解出的波函数是单电子波函,是原子轨道。
SCF解出的也是单电子波函,但是分子轨道。...

独立粒子近似下,原子自洽场和分子自洽场的解是类似的吧?只是原子中单粒子对应的平均势场是中心对称的,而分子中单电子对应的平均势场符合分子点群的对称性。分子轨道,分子的电子组态按其所属点群的不可约表示,能级依次排列增加

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20楼2017-05-26 21:22:47
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


引用回帖:
21楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-27 02:27:26
我的文件里没有原子自洽场,hfscf是用来解分子轨道的。如果你对原子自洽场感兴趣,这个文件里没有讨论。
...

量化书上说,分子自洽场继承了原子自洽场,对原子自洽场讨论得到的结论,在分子自洽场中同样适用。这里面分子关于无扰态,谱项,谱项波函数与原子中相关概念(除了少许变动)几乎一样。
还有个问题,分子轨道是分子点群不可约表示的基,点群不可约表示最多是三维,所以分子轨道最多三重简并,不存在更高的简并度,这样的判断对吗?

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23楼2017-05-26 23:42:38
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


引用回帖:
22楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-27 02:49:08
在文件里用Gaussian函数去拟合slater函数,只是提了一句用最小二乘法,使一个积分最大。如果在这里会令人产生疑惑的话,我会再修改一下,因为有的基组中收缩系数和轨道指数会用原子自洽场去求得。但在这个文件中,h ...

您的文章说的是如何根据基组和分子轨道系数画出分子轨道图。我可以这么理解吗?
主要是我最近在学自洽场,而且分子自洽场这部分书上写的很简略,很难看懂;如果您详细讲解,并配上几个不同点群分子的例子,我觉得非常有意义,可以知道来龙去脉,毕竟化学生经常把软件当黑箱。
不过那样的话,估计工作量会很大。即便不可,也希望您在有空的时候能够给予指导

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24楼2017-05-27 00:23:02
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


引用回帖:
26楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-27 13:18:39
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这里面分子关于无扰态,谱项,谱项波函数与原子中相关概念(除了少许变动)几乎一样。
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我觉得这句话还是值得斟酌 ...

原子体系角动量守恒,是因为原子力场属于空间旋转群。
分子点群比空间旋转群的对称性低很多
有不可约表示大于3的例证吗?

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28楼2017-05-27 10:16:51
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scfslyzkf

木虫 (著名写手)


送红花一朵
引用回帖:
27楼: Originally posted by ilpisces at 2017-05-27 13:33:08
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您的文章说的是如何根据基组和分子轨道系数画出分子轨道图。我可以这么理解吗?
-------------------------------------------------------- ...

是的,从理论到程序有很大的鸿沟,感谢您的贡献和答疑。
如果我想学习Gnuplot, 看懂您的代码,应该如何入手呢?
主要编程这方面我完全空白,但大致意思我能明白,就是知道了函数的解析式,然后取值,在坐标系上找点画图,当然程序实现起来一定不这么简单。
您用CO为例,画出分子轨道的图形,我可以就这一点请教您一下么?
C和O共有10个原子轨道,每个原子轨道用3个GTO来拟合,每一个分子轨道都是这10个原子轨道的线性组合(当然有些时候系数为0),每个组合系数对3个GTO(收缩系数)都起作用?那这些组合系数是怎么确定的?
为什么是Pi成键轨道向pi反键轨道跃迁,而不是sigma2, HOMO轨道向上跃迁?
29楼2017-05-27 11:31:05
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