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tsihu

捐助贵宾 (小有名气)

[交流] [求助] 关于分子能量的计算与处理

本人研究的分子有两种可能构象,现在想计算分别的分子能量进行比较以确定哪一种更为稳定.感到困扰的是这个分子能量是指构型优化后的out文件里的SCF Done后的能量还是单点能计算后得到的能量.
还有就是怎么用零点能(zero point energy)进行修正.

望知晓这方面的先行者不吝指教.谢谢.
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我思故我为
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Sunny608

银虫 (小有名气)

★ ★ ★ ★
lei0736(金币+4,VIP+0):谢谢 够详尽的
各个能量的单位都是Hartree。
构型优化能否给出相对可靠的分子能量还要看你采用的方法以及基组的大小等因素。进行频率分析后会得到一些和热力学相关的东西,下面是个具体的例子,看完之后你就能很清楚了。
在分子的热力学计算中,包括了零点能的输出,零点能是对分子的电子能量的矫正,计算了在0K温度下的分子振动能量.但我们计算的热力学数据并不总是在OK时,为了计算在较高温度下的能量,内能也要考虑到总能量中,它包括平动能,转动能,和振动能.注意在计算内能的时候,已经考虑了零点能.下面是一个计算实例
  Temperature 298.15 Kelvin. Pressure 1.0000 Atm.
  Zero-point correction= 0.029201
  Thermal correction to Energy= 0.032054
  Thermal correction to Enthalpy= 0.032999
  Thermal correction to Gibbs Free Energy= 0.008244
  Sum of electronic and zero-point Energies= -113.837130
  Sum of electronic and thermal Energies= -113.834277
  Sum of electronic and thermal Enthalpies= -113.833333
  Sum of electronic and thermal Free Energies= -113.858087
  后面四行的四个能量分别为E0, E, H, G. 计算为
  E0=E(elec) + ZPE
  E=E0 + E(vib) + E(rol) + E(transl)
  H=E + RT
  G=H - TS
   上例是在298.15K和1.0Atm下计算的热力学状态函数,EO即我们的分子体系总能量,而在求298.15K下的内能E时,要加上平动能,转动能,和振动能,由统计热力学知,这三项处于激发能级,注意这里的ZPE实际上就是对应E(vib)在OK时的能量,但现在并非0K,有关能量随温度变化公式可参考统计热力著作,最后得到的E就是平常所指的内能U,这正是统计热力学中对内能的定义.
6楼2008-04-08 11:10:31
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liliracial

银虫 (小有名气)

★ ★ ★
lei0736(金币+3,VIP+0):谢谢
既然有两种可能构型,一般都是以这两种构型为初始构型,分别进行构型优化,优化后,看最终的构型相同还是不相同,如果不相同,那么再比较优化后OUT文件中的能量。
如果要进行零点能修正,则在构型优化后进行频率计算freq,那么OUT文件中就直接有零点能以及修正后能量的结果。
建议在计算时,仔细看看Gaussian03手册中关于OPT以及Freq频率计算的相关内容。里面涉及你需要的东西。
修炼成一块愚钝的大石头
2楼2008-04-07 16:46:06
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SHY31

至尊木虫 (知名作家)

小木虫研究生院西南地区区长

优秀版主


lei0736(金币+1,VIP+0):谢谢
楼上正解

比较分子稳定性、

加个频率计算

然后用HOMO-LUMO的能量差来比较吧
小木虫研究生院
3楼2008-04-07 17:50:18
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jghe

金虫 (著名写手)

★ ★ ★
lei0736(金币+3,VIP+0):又见高手 呵呵
优化和单点计算都能给出能量。优化对基组和方法的依赖性不是很大,一般用较小基组就可以了,但是能量则不同,往往需要加大基组,比如增加极化函数,弥散函数。所以LZ的情况,可以直接比较优化后的能量(如果可以分清楚的话)也可以在优化的基础上进行更大基组的单点计算已获得更为准确的能量值
零点能矫正同楼上
频率计算是为了检测找到的结构是否为局域极小点,结构是否稳定
HOMO-LUMO gap 一般只表示分子的化学稳定性,热力学稳定性可以计算其键能
4楼2008-04-07 20:08:30
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