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heshun铜虫 (小有名气)
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【讨论】关于自旋分布的设置 已有4人参与
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偶在算一个比较复杂的体系，想设置不同的自选多重度，一般的软件，如高斯，VASP等，可以设置体系总的自旋态，比如，高斯直接选singlet,或者doublet，等，vasp设置NUPDOWN=1，2，3.。。 但是，有时候，你的体系有多个过渡金属原子的时候，体系内原子的自选态有不同的分布，而总的体系的自旋态不变，也会引起能量的变化。 比如，Cu2O2分子吧，假设体系为singlet，里面的两个铜原子的未成对电子的自选分布可以是 +1，-1，也可以是+3，-3，。 不知道如何在软件中这样子设置不同原子的自旋态， 请问哪些虫子有技巧，或者哪个软件可以这么做？ 谢谢！ |
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2楼2010-11-10 08:05:57
ykwang
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“两个铜原子的未成对电子的自选分布可以是 +1，-1，也可以是+3，-3”。要实现这一要求必须自定义参考态，且必须用多参考态而不是单参考态。可以实现这一点的免费量子化学程序包就是COLUMBUS： http://www.univie.ac.at/columbus/ 补充说明：如果两个铜原子的未成对电子的自选分布有选择的余地，就意味着你处理的是一个开壳层的体系（因为闭壳层体系是没有选择余地的），且其中未成对电子不止一个。此种情况下将存在不止一个组态波函数，因而必须用多参考态而不是单参考态来描述该体系。 [ Last edited by ykwang on 2010-11-10 at 14:59 ] |
3楼2010-11-10 12:06:09
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4楼2010-11-10 19:19:40
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注意原帖中的话是这样问的： “比如，Cu2O2分子吧，假设体系为singlet，里面的两个铜原子的未成对电子的自选分布可以是 +1，-1，也可以是+3，-3，。不知道如何在软件中这样子设置不同原子的自旋态”。 这里的关键是“两个铜原子的未成对电子”，即体系中有两个未成对电子（对于Cu2+应该是空穴，这里为了叙述简便权且称其为电子，并省去已配对的其它电子）。设这两个电子的空间轨道分别为ψ和φ，则可构造出两个Ms=0的不同的Slater行列式波函数|ψ(1)α(1) φ(2)β(2)|和|ψ(1)β(1) φ(2)α(2)|。这两个行列式波函数虽然满足了Ms=0的要求，但并不是S^2算符的本征函数，因而并不是体系的状态波函数。换言之，有两个未成对电子的体系，其单重态（singlet）波函数不可能表示为单个Slater行列式波函数。事实上，正确的单重态波函数一定是二者的线性组合，因此这是一个多参考态的问题，而不是单参考态。 显然，如果有未成对电子，体系一定是开壳层。如果体系为闭壳层，则所有的电子已经配对。在这种情况下，因为电子是不可分辨的，也就不可能去指定哪个电子的自旋为+1/2，哪个为-1/2。事实上，如果我们把任意两个电子交换，体系的状态波函数仅仅是多了个负号，本质上并没有改变。 补充说明：在Gaussian中用Guess=Alter可以改变电子在分子轨道上的充填次序，从而形成具有不同能量的电子组态。但不能改变个别原子上的电子的自旋，因为电子是在整个分子中运动的，不是属于某个原子的。 [ Last edited by ykwang on 2010-11-10 at 22:53 ] |
5楼2010-11-10 21:24:34
heshun
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