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uuv2010

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[交流] 【求助】请问Y原子用什么赝势？ 已有3人参与

高斯计算用的Y原子的赝势，请问怎么设置？是哪种赝势？
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1楼 2010-04-11 17:17:29
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yjcmwgk

禁虫 (文坛精英)

密度泛函·小卒

优秀版主
★ ★ ★ ★ ★ ★
uuv2010(金币+1):谢谢参与
yzcluster(金币+5): 2010-04-11 17:33
体系是什么？计算目的是什么？都没说，除非神仙，没人能回答。
建议看看这个帖子的第二章第七节
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1566146
以下引自这个帖子：
引用回帖:
(2.7)
怎么选择泛函，怎么选择基组？


  Quote:
这不是一句话能说清楚的。
关于这个问题，有篇文章讲得特别好
JPCA 2007, 111, 10439-10452
-----------
以下均为个人经验，搞错了不负责
《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[5s4p3d]-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：[Fe(CN)6]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

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2楼2010-04-11 17:21:32
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wzh上善若水

木虫 (著名写手)
★
uuv2010(金币+1):谢谢参与
Y是中等原子，可以用B3LYP
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知 止 而 后 有 定 ； 定 而 后 能 靜 ； 靜 而 后 能 安 ； 安 而 后 能 慮 ； 慮 而 后 能 得
3楼2010-04-11 21:59:09
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zhangmt

至尊木虫 (著名写手)

我叫MT
★ ★ ★ ★
uuv2010(金币+1):谢谢参与
yjcmwgk(金币+3): 2010-04-12 11:39
楼上别开玩笑。他问的是基组，你答的是方法。
如果分子不大，过渡元素只有一个Y，可以考虑6-311+g*
如果有两个以上，就别想了，还是用赝势吧。
至于用哪个赝势，推荐先看文献，JACS上的文章经常用哪个——别人总结现成的经验啊。估计也就lanl2dz或者sdd是最常用的。或者再附加一个极化基组。如果没有文献供参考（那几乎是不可能的），你有那个化合物的单晶是最好的，优化完对照单晶结构，这个最保险。
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一群自以为正义凛然的年轻人将一切不能以科学解释的事情定性为封建迷信并大刀阔斧地进行消灭，其实这是修养不足学识浅薄的一种体现，也是可恶的偏执和愚蠢的自以
4楼2010-04-12 09:29:01
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yjcmwgk

禁虫 (文坛精英)

密度泛函·小卒

优秀版主
★
uuv2010(金币+1):多谢多谢 2010-04-12 16:01
aylayl08(金币+1):谢谢讨论 2010-04-13 19:36
引用回帖:
Originally posted by zhangmt at 2010-04-12 09:29:01:
楼上别开玩笑。他问的是基组，你答的是方法。
如果分子不大，过渡元素只有一个Y，可以考虑6-311+g*
如果有两个以上，就别想了，还是用赝势吧。
至于用哪个赝势，推荐先看文献，JACS上的文章经常用哪个——别人 ...

我师兄用LanL2dz算过Y的有机金属配合物，在他的分子中N-Y键长误差大约是0.12埃。我后来用sdd和6-311+g(3d2f)算过同样的分子，误差降低到了0.03埃
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5楼2010-04-12 11:41:30
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