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heshun銅蟲(chóng) (小有名氣)
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[交流]
【討論】關(guān)于自旋分布的設(shè)置 已有4人參與
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偶在算一個(gè)比較復(fù)雜的體系，想設(shè)置不同的自選多重度，一般的軟件，如高斯，VASP等，可以設(shè)置體系總的自旋態(tài)，比如，高斯直接選singlet,或者doublet，等，vasp設(shè)置NUPDOWN=1，2，3.。。 但是，有時(shí)候，你的體系有多個(gè)過(guò)渡金屬原子的時(shí)候，體系內(nèi)原子的自選態(tài)有不同的分布，而總的體系的自旋態(tài)不變，也會(huì)引起能量的變化。 比如，Cu2O2分子吧，假設(shè)體系為singlet，里面的兩個(gè)銅原子的未成對(duì)電子的自選分布可以是 +1，-1，也可以是+3，-3，。 不知道如何在軟件中這樣子設(shè)置不同原子的自旋態(tài)， 請(qǐng)問(wèn)哪些蟲(chóng)子有技巧，或者哪個(gè)軟件可以這么做？ 謝謝！ |
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2樓2010-11-10 08:05:57
ykwang
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“兩個(gè)銅原子的未成對(duì)電子的自選分布可以是 +1，-1，也可以是+3，-3”。要實(shí)現(xiàn)這一要求必須自定義參考態(tài)，且必須用多參考態(tài)而不是單參考態(tài)�？梢詫�(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的免費(fèi)量子化學(xué)程序包就是COLUMBUS： http://www.univie.ac.at/columbus/ 補(bǔ)充說(shuō)明：如果兩個(gè)銅原子的未成對(duì)電子的自選分布有選擇的余地，就意味著你處理的是一個(gè)開(kāi)殼層的體系（因?yàn)殚]殼層體系是沒(méi)有選擇余地的），且其中未成對(duì)電子不止一個(gè)。此種情況下將存在不止一個(gè)組態(tài)波函數(shù)，因而必須用多參考態(tài)而不是單參考態(tài)來(lái)描述該體系。 [ Last edited by ykwang on 2010-11-10 at 14:59 ] |
3樓2010-11-10 12:06:09
fegg7502
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dongdong3881(金幣+2):多謝指導(dǎo) 2010-11-10 19:57:20
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如上面所說(shuō)，兩個(gè)+2銅原子+1，-1，也可以是+3，-3，這樣子的，算是開(kāi)殼層的體系呢？還是算閉殼層體系呢？ 情況更復(fù)雜些，，如果分子中有4個(gè)銅原子的話，配位環(huán)境不同，但是都是+2價(jià)的話，他的自選分布有可能是+1，-1，+1，-1；+1，+1，-1，-1；+1，-1，-1，+1。這樣子的話，4種自旋分布的能量差別很大的。 [ Last edited by fegg7502 on 2010-11-10 at 19:22 ] |
4樓2010-11-10 19:19:40
ykwang
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注意原帖中的話是這樣問(wèn)的： “比如，Cu2O2分子吧，假設(shè)體系為singlet，里面的兩個(gè)銅原子的未成對(duì)電子的自選分布可以是 +1，-1，也可以是+3，-3，。不知道如何在軟件中這樣子設(shè)置不同原子的自旋態(tài)”。 這里的關(guān)鍵是“兩個(gè)銅原子的未成對(duì)電子”，即體系中有兩個(gè)未成對(duì)電子（對(duì)于Cu2+應(yīng)該是空穴，這里為了敘述簡(jiǎn)便權(quán)且稱其為電子，并省去已配對(duì)的其它電子）。設(shè)這兩個(gè)電子的空間軌道分別為ψ和φ，則可構(gòu)造出兩個(gè)Ms=0的不同的Slater行列式波函數(shù)|ψ(1)α(1) φ(2)β(2)|和|ψ(1)β(1) φ(2)α(2)|。這兩個(gè)行列式波函數(shù)雖然滿足了Ms=0的要求，但并不是S^2算符的本征函數(shù)，因而并不是體系的狀態(tài)波函數(shù)。換言之，有兩個(gè)未成對(duì)電子的體系，其單重態(tài)（singlet）波函數(shù)不可能表示為單個(gè)Slater行列式波函數(shù)。事實(shí)上，正確的單重態(tài)波函數(shù)一定是二者的線性組合，因此這是一個(gè)多參考態(tài)的問(wèn)題，而不是單參考態(tài)。 顯然，如果有未成對(duì)電子，體系一定是開(kāi)殼層。如果體系為閉殼層，則所有的電子已經(jīng)配對(duì)。在這種情況下，因?yàn)殡娮邮遣豢煞直娴�，也就不可能去指定哪個(gè)電子的自旋為+1/2，哪個(gè)為-1/2。事實(shí)上，如果我們把任意兩個(gè)電子交換，體系的狀態(tài)波函數(shù)僅僅是多了個(gè)負(fù)號(hào)，本質(zhì)上并沒(méi)有改變。 補(bǔ)充說(shuō)明：在Gaussian中用Guess=Alter可以改變電子在分子軌道上的充填次序，從而形成具有不同能量的電子組態(tài)。但不能改變個(gè)別原子上的電子的自旋，因?yàn)殡娮邮窃谡麄�(gè)分子中運(yùn)動(dòng)的，不是屬于某個(gè)原子的。 [ Last edited by ykwang on 2010-11-10 at 22:53 ] |
5樓2010-11-10 21:24:34
heshun
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不同自旋多重態(tài)（或組態(tài)）的能量一般是不同的。能差的嚴(yán)格計(jì)算應(yīng)該用MRSCF方法進(jìn)行。如果分子較大，也可考慮用CASSCF方法計(jì)算。 |
7樓2010-11-12 18:16:18
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