应《网络安全法》要求，自2017年10月1日起，未进行实名认证将不得使用互联网跟帖服务。为保障您的帐号能够正常使用，请尽快对帐号进行手机号验证，感谢您的理解与支持！

24小时热门版块排行榜    

CyRhmU.jpeg
小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 量子化学 » Gaussian » 【求助】如何做电荷密度图和差分电荷密度图?
121/2返回列表12下一页
查看: 4932  |  回复: 24
查看全部回帖@他人 存档 新回复提醒 (忽略) 收藏    在APP中查看
当前主题已经存档。
当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖

erylingjet

铁杆木虫 (著名写手)

[交流] 【求助】如何做电荷密度图和差分电荷密度图?

如何做电荷密度图和差分电荷密度图?

                         望高手赐教!


                                                想要那种平面分布的轮廓图

[ Last edited by erylingjet on 2009-7-2 at 10:55 ]
回复此楼

» 收录本帖的淘帖专辑推荐

第一性原理 实验数据作图 计算化学 理论和计算化学－淘贴专辑
量化

» 猜你喜欢
1楼2009-07-02 10:45:55
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
erylingjet(金币+9,VIP+0):非常感谢! 7-2 15:06
erylingjet(金币+1,VIP+0):你的邮箱发不进去,可以用QQ联系你吗?313607126 7-2 17:59
想来版主是明知故问，意在促进量化图形展示？
我也有意促进量化图形展示，认为量化图形展示对量化结果应用非常重要，故跟帖造势，以期得到重视、推广。

请见我的帖子：
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1275706&fpage=1
以及我关于此问题的跟帖：
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1280524&fpage=7

建议走g03-gsgrid-sigmaplot的路子。

可以联系我：
zhouguo@public.szptt.net.cn
QQ:1035329451  海边子

下面是例子：

HF分子σ成键的电子密度差图：



[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-3 at 08:55 ]
赞一下(14人) 回复此楼
3楼2009-07-02 14:39:46
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
erylingjet(金币+2,VIP+0):感谢交流 7-2 17:36
HF分子σ成键的电子密度图：
赞一下(13人) 回复此楼
4楼2009-07-02 16:22:38
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
lei0736(金币+10,VIP+0):谢谢 可以开专贴了 呵呵 7-3 11:30
人们从化学实践出发，对分子的电子结构一直非常关注。多年来，人们总是想探讨分子中原子的性质，特别是分子中原子的净电荷，提出了各种计算方法，并进行了不断地改进，然而至今都还不能令人满意。特别是原子净电荷划分、计算还远不够完善合理，使得净电荷有时与实验的预期相差太远，许多净电荷异常到不可思议的地步，致使人们对量化计算出的电荷失去信心。

在量化图形中，电子密度差Δρ尤其重要！它应是传统的原子净电荷概念的扩大和空间化，它直接从MO而来，真实地、科学抽象地表现了电荷在分子空间分布的净变化，不再只将净电荷人为地局限、归结、划分在某个原子上。

我们如果仅看分子轨道图、电子密度图，象上面的HF分子的σ键电子密度图，它是据HF分子第3个MO即σ键作的电子密度图，它们那么浑圆、憨厚、质朴，很难看出什么。它是一片云，难察其意。而一旦作出了电子密度差，成键原子前后变化、分子之间络合、氢健、吸附等，电子增减的净变化，被鲜明地、细微地突出了，可以发现许多新东西、意想不到的东西，从而引人入思。

如从上面的HF分子的σ键电子密度差图Δρ，并参照MO系数来看,这个σ键可以分析为三个内含：

第一、原子以基组形式参与成键，这基组或者可以看作是广义的杂化。       
对于成键来说，基组一方面是为了弥合不同AO的波形的差距，融合成平滑、完整、统一的MO，另一方面是为了应对键间电子向键轴的聚集、收缩和原子之间的电子转移。
基组不仅是计算需要的一组数学表达式，当它们分配了系数、安排了电子，它就形成了一个新的广义杂化的空间AO，是具有能级值或说是电负性的，是有确定物理意义的，它是成键电子的载体、基础。

第二、电子在不同电负性原子之间转移。
从HF分子Δρ图可以清楚地看到，H缺失了大量的电子，导致电负性升高；F增加了大量的电子，导致电负性降低，直至二者电负性相等、均衡。
有趣的是，通常说sp杂化，用增大的一瓣去成键以增大重叠能力。但在HF中，MO的基组中s、p却是反位相的杂化，即HF以缩小的一瓣去成键，而用增大的一瓣去装转移过来的过多电子，这转移电子妥善安排在离键区远的外面集结。

第三、电子向键中间中移。
从HF分子Δρ图看，在H和F之间也有明显的电子聚集。这是人所共知的成键的关键表征。

此外，这种电子往键中间聚集、形成对二核的屏蔽加强，会减小原子核之间的排斥力，有利于降低体系的总体能量。

然而，所有上面这一些图形功能，单从gs03 cube并不能直接、方便地得到。

对于G03来说，它的cubegen是能作density和Orbitals等的空间格点的。
但是它的density（ρ）只是全分子的，分子的所有MO的电子密度加和，还自然包含分子中的1S、2S轨道，用图形展示出来是一个圆滚滚的样子，很难说明什么，也不利作密度差。

我们常常需要考察的是分子成键的单个特定的MO（或者孤对电子MO等）。
而G03的cubegen不能作某个MO的ρ，将某个MO的cube输入到cubman也不能作平方运算作成ρ，因为cubman缺少平方运算。

而且cubegen的空间数值格点输出文件，是没有坐标的。它的坐标隐含在输出文件的开始部分：空间网格每个边的格点数、空间格点的起始点、格点间隔。除了与其配套的软件外，其它软件很难用这个数据加工或作图。

Sobereva 博士专门开发的gsgrid程序就是为解决上述问题制作的，它把格点文件的数据提取出来，附上每个数据点的坐标。可以选取指定的XY/YZ/XZ平面，得到这个平面上的数据点以便做等值线图（MO图、ρ图），或对数据进行各种运算加工（作平方、作差值等），然后再作等值线图（Δρ图）。
gsgrid程序附有详细的使用说明，一看就会。

而进入高超的sigmaplot中作等值线，更是功能强大、得心应手！

[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-3 at 10:46 ]
赞一下(13人) 回复此楼
7楼2009-07-03 10:38:49
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
lei0736(金币+4,VIP+0):谢谢 7-3 15:19
单个原子的AO的获得，要单算。

如除了算HF外，H和F还要另外单算，而且它们要与HF有同样指定的空间格点规格，且与HF中的H和F有相同的坐标位置，相同的基组。

如果是算整体的ρ来相差，这样得到的三个cube，进入gsgrid作三个xy截面G1、G2、G3，再用HF的G1减去H和F的G2、G3，即得电子密度差。进入sigmaplot作图、调整即得等值线图。

如果想作精细一些，需要在HF中指定一个MO来作，如上面的σ键的MO，它是第3个MO。F也要选定那个单电子的AO，H就是一个了。用指定的MO作三个cube，进入gsgrid作三个xy截面G1、G2、G3，再对这三个xy截面分别作平方使成为电子密度，HF的这个轨道有2个电子，还要乘以2。再用HF的减去H和F的，即得电子密度差。进入sigmaplot作图、调整即得等值线图。

实践表明，因为这时由原子到分子，真正发生电子净变化的主要是σ成键轨道。内层F1s等基本没有变化，相差之后抵消了，而F的孤对电子轨道，虽然因为通过σ键诱导过来部分电子，对有效核电荷的屏蔽加强，使核对孤对电子pi吸引能力减小、能级升高，表现为轨道膨胀、弥散，但由于我们的xy截面是对σ键的中心剖面，对这个截面，孤对电子pz与之是正交的、xy截面是其节点，没有截取到值，另一孤对电子py也因弥散影响甚微。所得到的电子净变化图形，与上面根据σ成键轨道MO作出它的没有原则性的差别。
我下面将传一幅就用整体密度相差作的密度差图，可以与上面精细一些的对照。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-3 at 15:23 ]
赞一下(13人) 回复此楼
8楼2009-07-03 15:12:55
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
lei0736(金币+4,VIP+0):谢谢 热心人啊 7-3 16:39
这里贴出的是直接作HF分子、H和F原子的ρ，将它们作Δρ。与上面另一幅精确用MO、AO作的基本一致。因为只是为了比照，只在sigmaplot中作等值线草图，既没有改成虚实线，也没有调整等值线标度使之清楚。只是想说明这两张图何其相似乃尔。粗陋之处请原谅！

这种直接用ρ来作Δρ显然更加易于操作，有时还不得不这样作，找相应的MO和AO并不总是那么容易。但是也必须注意到，直接用ρ来作Δρ虽然开头容易，但生成的
Δρ可能会更复杂一些，给密度净变化的指认带来困难。



[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-4 at 08:43 ]
赞一下(13人) 回复此楼
9楼2009-07-03 15:46:58
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
yuhuobuku(金币+2,VIP+0):谢谢交流 7-7 13:56
生成电荷密度时，用SCF。

在控制行中加关键词cube=(Orbitals,cards)

或者调用cubegen命令来作。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-4 at 14:59 ]
赞一下(11人) 回复此楼
11楼2009-07-04 08:46:27
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
erylingjet(金币+5,VIP+0):感谢交流 7-4 20:21
是的，直接优化结构，然后生成FCH文件，再生成 CUBE文件就可以了。
但是如果是作Δρ，直接用关键词CUBE，就直接生成CUBE文件了。

说SCF生成的电荷分布不太合理，甚至是有些离谱，建议用NBO布居分析的结果来代替，那么，用这样的数据来讨论是否会有问题呢？

这是两回事。

SCF生成的电荷分布不太合理，甚至是有些离谱，不是SCF的问题，而是将SCF的数据此后进一步分析为集居数产生的问题，如将成键原子中间的电子均分给原子双方、更严重的是将σ、π、pi、δ等电子的变化头发胡子一把抓地归结到一个原子上形成净电荷造成的，实与SCF无关。

NBO布居分析也是为了解决将电荷划归原子而作出的后处理，也还远不能令人满意，同样会生成的电荷分布不太合理，甚至是有些离谱。并没有从根本上解决问题。

这些，都是习惯将电荷人为地划分给原子惹的祸。

而ρ、Δρ它直接从SCF来，它是空间分布在原子周围的，ρ是真实的形象表达，Δρ是如实的科学抽象的图形表达，原子上的净电荷还原为电荷在空间的净变化了，都没有什么人为造成的错处。
它既不将成键原子中间的电子均分给原子双方，它就是一个空间如实的分布。还会将σ、π、pi、δ等电子的变化分别去作出图来研究、考察。

为此，我正在写一篇这方面的文章，专门讲电荷。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-4 at 10:19 ]
赞一下(11人) 回复此楼
13楼2009-07-04 09:47:41
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
erylingjet(金币+3,VIP+0):感谢交流 7-4 20:21
我也一直在寻找，但我认为，目前把分子中电荷归结为原子的净电荷方法尚没有合理的、合用的。
也许传统的一定要把电荷人为划归原子本来就不是合理的，不反映客观存在。

所以可以用ρ图或Δρ图来看。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-4 at 15:24 ]
赞一下(11人) 回复此楼
15楼2009-07-04 10:25:51
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
erylingjet(金币+3,VIP+0):感谢交流 7-5 17:47
这种方式我没有试过。

我想，关键是看能否进入cubegen中，另外计算出在空间格点的每一个点的电子密度值来，有了这些格点值，才能选取截面作出等值线来。

仅仅是给出一个值、或球棒式的表达，是不能计算出在空间格点的每一个点的电子密度值的。

这种截面或说剖面，比球棒式的表达更加深入内部。而且才能作出密度差来。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-7-5 at 14:18 ]
赞一下(11人) 回复此楼
17楼2009-07-05 14:14:01
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

zhou2009

版主 (著名写手)
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
erylingjet(金币+3,VIP+0):感谢交流 7-5 17:47
关键一步是：选择任意的轨道生成CUB文件（选择PNAOs和PNMOs）。

我想如果运行cubegen，它自动去找指定SCF的MO，不会去找PNAOs和PNMOs。PNAOs和PNMOs可能是cubegen不能识别的。

我还认为SCF的MO比PNMOs要好。PNMOs只是经过处理使原子净电荷可能好一点。真正的最原始的信息还是SCF的MO。
赞一下(11人) 回复此楼
19楼2009-07-05 16:48:19
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
相关版块跳转 我要订阅楼主 erylingjet 的主题更新
121/2返回列表12下一页
普通表情 龙 兔 虎 猫 高级回复(可上传附件)
信息提示
关闭
请填处理意见
关闭