24小时热门版块排行榜    

CyRhmU.jpeg
查看: 1999  |  回复: 11

xiao_qft

新虫 (初入文坛)

[求助] 为何三线态氧分子(Triplet-O2)势能面扫描PES曲线存在断点?已有1人参与

输入文件为(三线态):
%mem=1920MB
%nprocshared=8
#T B3LYP/aug-cc-pVQZ Scan Test

O2 PES Scan

0 3
O
O 1 R

R 0.8 84 0.05

单线态仅3改为1(其它不变):
%mem=1920MB
%nprocshared=8
#T B3LYP/aug-cc-pVQZ Scan Test

O2 PES Scan

0 1
O
O 1 R

R 0.8 84 0.05

结果附件图片。

哪儿出的问题?谢谢

为何三线态氧分子(Triplet-O2)势能面扫描PES曲线存在断点?
O2-PES.png
回复此楼
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

virtualzx

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
xiao_qft: 金币+10, ★★★★★最佳答案 2015-08-04 16:53:50
这里你的两个曲线都不对,O2解离能应该是0.26hartree左右,这俩都太高。三线态和单线态在解离处应该是简并的,你这里能量不同。
单线态是闭壳层计算,因此没法正确描述解离后的开壳层结构(解离后有四个未成对电子)

用unrestrict 方法进行解离计算经常会得到由于自旋污染造成的间断点,即使是基态也会有断点,称为 Coulson–Fischer点(Phys. Rev. B 13, 4274),这个点之后出现对称破缺解。因此最好用Restricted Open-shell来算。当然要真正正确的结果就最好进行多组态计算。

另外键解离要从远到近扫描,否则即使没有自旋耦合,断点也很常见,即使没有断点,也往往得到错误的能量曲线。扫描时是用前一个点的轨道作为下一个点的初始猜测的,解离时化学键重点电子从成对到不成对,程序往往无法及时发现。所以从远到近扫描。首先在远处进行单点计算,查看轨道,正确之后从这里开始向短处进行扫描。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
3楼2015-08-01 01:35:01
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
普通回帖

xiao_qft

新虫 (初入文坛)

从log文件中看到断点前后有如下信息:

断点前:
<Sx>= 0.0000 <Sy>= 0.0000 <Sz>= 1.0000 <S**2>= 2.0153 S= 1.0051
<L.S>= 0.000000000000E+00
Annihilation of the first spin contaminant:
S**2 before annihilation     2.0153,   after     2.0001

断点后:
<Sx>= 0.0000 <Sy>= 0.0000 <Sz>= 1.0000 <S**2>= 3.0138 S= 1.3066
<L.S>= 0.000000000000E+00
Annihilation of the first spin contaminant:
S**2 before annihilation     3.0138,   after     2.0279

该如何处理?
2楼2015-07-31 14:44:09
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

xiao_qft

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
3楼: Originally posted by virtualzx at 2015-08-01 01:35:01
这里你的两个曲线都不对,O2解离能应该是0.26hartree左右,这俩都太高。三线态和单线态在解离处应该是简并的,你这里能量不同。
单线态是闭壳层计算,因此没法正确描述解离后的开壳层结构(解离后有四个未成对电子 ...

本人量化新手,您的回复是否表明对于O2分子,简单的Gaussian Scan关键字是无法得到正确的PES的?

按您的提示,采用由远及近扫描、以及改为ROB3LYP关键字
对于单线态O2:
1、B3LYP&正向扫描 2、B3LYP&反向扫描 3、ROB3LYP&反向扫描 三个方法获得的PES完全重合

对于三线态O2:
1、B3LYP&正向扫描 2、B3LYP&反向扫描 两个方法获得的PES仅仅是间断点移位,如下图
3、ROB3LYP&反向扫描 无法获得结果,见下log文件
Convergence failure -- run terminated.
Error termination via Lnk1e in /home/gate/GAUSSIAN/g09/l502.exe

“O2解离能应该是0.26hartree左右”
至少对于基态Triplet-O2,Gaussian 输入文件该如何编写才能得到正确的结果?

谢谢!
为何三线态氧分子(Triplet-O2)势能面扫描PES曲线存在断点?-1
O2-Tripelet_Reverse_Scan.png

» 本帖附件资源列表

  • 欢迎监督和反馈:小木虫仅提供交流平台,不对该内容负责。
    本内容由用户自主发布,如果其内容涉及到知识产权问题,其责任在于用户本人,如对版权有异议,请联系邮箱:xiaomuchong@tal.com
  • 附件 1 : O2T_PES_03.log
  • 2015-08-03 14:14:46, 17.29 K
4楼2015-08-03 14:18:31
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

xiao_qft

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
3楼: Originally posted by virtualzx at 2015-08-01 01:35:01
这里你的两个曲线都不对,O2解离能应该是0.26hartree左右,这俩都太高。三线态和单线态在解离处应该是简并的,你这里能量不同。
单线态是闭壳层计算,因此没法正确描述解离后的开壳层结构(解离后有四个未成对电子 ...

采用CAS进行Scan计算,输入文件如下:
%mem=1920MB
%nprocshared=8
#T CAS(4,4)/3-21+G Scan Test

O2 PES Scan

0 3
O
O 1 R

R 10.0 184 -0.05

结果如下图

E(10.00)-E(1.25)=0.3hartree
间断点也基本消失了

上述计算是否正确?该如何进一步改进?CAS中的活化电子数/活化轨道数针对O2该如何设置?该方法是否也能计算Singlet-O2的PES(尝试过,报Convergence failure)?
为何三线态氧分子(Triplet-O2)势能面扫描PES曲线存在断点?-2
Triplet-O2-CAS-SCAN-PES.png

5楼2015-08-03 17:48:22
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

beefly

专家顾问 (职业作家)

地沟油冶炼专家

这类多参考性质比较强小体系,还要扫描势能曲线,用DFT是算不好的。如果在家里算着玩可以用CASSCF,如果用于发表只能用MRCI、CASPT2这类方法。可以用gamess,molpro,molcas,orca,但是不要用Gaussian
beefly《西太平洋大学现代英汉词典》[bi:fli]牛肉一般地
6楼2015-08-03 19:58:59
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

virtualzx

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
5楼: Originally posted by xiao_qft at 2015-08-03 04:48:22
采用CAS进行Scan计算,输入文件如下:
%mem=1920MB
%nprocshared=8
#T CAS(4,4)/3-21+G Scan Test

O2 PES Scan

0 3
O
O 1 R

R 10.0 184 -0.05

结果如下图

E(10.00)-E(1.25)=0.3hartree
间断点 ...

这个结果你之前计算得到的比好得多了,至少结果是定性正确的。不论单线态或三线态,RODFT或是CASSCF是可以收敛到定性正确的结果的,但是都需要有足够好的初始猜测。

进行扫描之前最好要先进行单点计算验证结果是正确的,也就是进行一个单点计算,然后查看轨道,检查是否得到正确的电子组态;收敛不代表结果正确。检查轨道正确后,直接读入这组轨道作为第一步的初始猜测,然后从这里开始扫描。开壳层单线态往往不易得到正确结果,这时用三线态收敛得到的轨道作为初始猜测一般会得到比较好的结果。

O2解离至少需要8电子6轨道,但是最好12电子8轨道。就如牛老师说的,如果你要进行很准确的计算,最好使用更专业一些的程序进行多组态电子相关计算。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
7楼2015-08-03 22:49:51
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

xiao_qft

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
7楼: Originally posted by virtualzx at 2015-08-03 22:49:51
这个结果你之前计算得到的比好得多了,至少结果是定性正确的。不论单线态或三线态,RODFT或是CASSCF是可以收敛到定性正确的结果的,但是都需要有足够好的初始猜测。

进行扫描之前最好要先进行单点计算验证结果是 ...

采用CAS(8,6)进行计算,输入文件如下:
三重态O2:
%mem=1920MB
%nprocshared=8
#T CAS(8,6)/3-21+G Scan Test

O2 PES Scan

0 3
O
O 1 R

R 10.0 184 -0.05

单重态O2:
%mem=1920MB
%nprocshared=8
#T CAS(8,6)/3-21+G Scan Test

O2 PES Scan

0 1
O
O 1 R

R 10.0 184 -0.05

基本结论有:
1、单/三重态PES都无断点
2、单/三重态离解处能量简并
3、单重态高于三重态
4、3O2离解能约0.078hartree,离0.26差异太大

结果如下图

谢谢各位前辈&老师,等未来更深入理解量化及尝试更多量化软件后再来更新本主题。
为何三线态氧分子(Triplet-O2)势能面扫描PES曲线存在断点?-3
O2_PES_CAS_321_86.png

8楼2015-08-04 16:52:07
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

xiao_qft

新虫 (初入文坛)

内容已删除
9楼2015-08-04 16:56:29
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

virtualzx

木虫 (著名写手)

引用回帖:
8楼: Originally posted by xiao_qft at 2015-08-04 03:52:07
采用CAS(8,6)进行计算,输入文件如下:
三重态O2:
%mem=1920MB
%nprocshared=8
#T CAS(8,6)/3-21+G Scan Test

O2 PES Scan

0 3
O
O 1 R

R 10.0 184 -0.05

单重态O2:
%mem=1920MB
%nprocshar ...

咦,按说CAS应该不会差这么多。0.27是我记忆中三线态的解离能数值,但是或许我记错了,不一定准确。不过应该不会差太多;至少肯定是大于0.1的。

当然,有一部分是电子相关的影响,这会导致解离能偏低,而你的基组非常非常小,或许也有一定影响。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
10楼2015-08-04 21:47:53
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 xiao_qft 的主题更新
信息提示
请填处理意见