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heshun銅蟲 (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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偶在算一個比較復雜的體系，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，有時候，你的體系有多個過渡金屬原子的時候，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，里面的兩個銅原子的未成對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)， 請問哪些蟲子有技巧，或者哪個軟件可以這么做？ 謝謝！ |
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2樓2010-11-10 08:05:57
ykwang
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“兩個銅原子的未成對電子的自選分布可以是 +1，-1，也可以是+3，-3”。要實現(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)�？梢詫崿F(xiàn)這一點的免費量子化學程序包就是COLUMBUS： http://www.univie.ac.at/columbus/ 補充說明：如果兩個銅原子的未成對電子的自選分布有選擇的余地，就意味著你處理的是一個開殼層的體系（因為閉殼層體系是沒有選擇余地的），且其中未成對電子不止一個。此種情況下將存在不止一個組態(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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如上面所說，兩個+2銅原子+1，-1，也可以是+3，-3，這樣子的，算是開殼層的體系呢？還是算閉殼層體系呢？ 情況更復雜些，，如果分子中有4個銅原子的話，配位環(huán)境不同，但是都是+2價的話，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的： “比如，Cu2O2分子吧，假設(shè)體系為singlet，里面的兩個銅原子的未成對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“兩個銅原子的未成對電子”，即體系中有兩個未成對電子（對于Cu2+應(yīng)該是空穴，這里為了敘述簡便權(quán)且稱其為電子，并省去已配對的其它電子）。設(shè)這兩個電子的空間軌道分別為ψ和φ，則可構(gòu)造出兩個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，有兩個未成對電子的體系，其單重態(tài)（singlet）波函數(shù)不可能表示為單個Slater行列式波函數(shù)。事實上，正確的單重態(tài)波函數(shù)一定是二者的線性組合，因此這是一個多參考態(tài)的問題，而不是單參考態(tài)。 顯然，如果有未成對電子，體系一定是開殼層。如果體系為閉殼層，則所有的電子已經(jīng)配對。在這種情況下，因為電子是不可分辨的，也就不可能去指定哪個電子的自旋為+1/2，哪個為-1/2。事實上，如果我們把任意兩個電子交換，體系的狀態(tài)波函數(shù)僅僅是多了個負號，本質(zhì)上并沒有改變。 補充說明：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)。但不能改變個別原子上的電子的自旋，因為電子是在整個分子中運動的，不是屬于某個原子的。 [ Last edited by ykwang on 2010-11-10 at 22:53 ] |
5樓2010-11-10 21:24:34
heshun
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ykwang
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