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lltyy金蟲 (小有名氣)
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[求助]
請教各位計算牛人有關(guān)HOMO/LUMO能極差的問題，萬急！
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小弟希望模擬紫外吸收光譜，即在基態(tài)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上算了一次TD-DFT，基態(tài)優(yōu)化的log文件在GV中可以看到各個能級的能量，E（LUMO）- E（HOMO）能得到一個能極差。但是在TD計算后的log文件中，也能找到HOMO->LUMO的一個躍遷，也顯示一個能量！這兩個能量差不一樣！有沒有哪位大俠能幫我解釋一下這是為什么��！不理解TD-DFT的內(nèi)涵！畢業(yè)論文萬急！小弟先拜謝了！ [ 來自科研家族 木蟲量化 ] |
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【答案】應(yīng)助回帖
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9樓已經(jīng)很專業(yè)了 簡單的說就是：DFT的基態(tài)HOMO，LUMO和常見的軌道能量定義其實(shí)有很大的差別（其實(shí)HF的軌道定義更接近我們一般理解的軌道能量） 另外，基態(tài)用DFT計算的HOMO-LUMO只能定性的解釋反應(yīng)能力，和激發(fā)態(tài)的吸收有關(guān)，但是能量上并不同（否則，要TD-DFT作甚？） 你就直接去TD-DFT的結(jié)果去和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比就好了 |
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lltyy23樓2012-05-08 20:42:13
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# opt=tight ub3lyp/genecp scrf=(cpcm,solvent=thf) geom=connectivity 。 。 。 C N O H Cl 0 6-31G(d,p) **** Re 0 lanl2dz **** Re 0 lanl2dz ------------------------------------------------------------------------------------ # td=(singlets,nstates=80) ub3lyp/genecp scrf=(cpcm,solvent=thf) geom=connectivity 。 。 。 C N O H Cl 0 6-31G(d,p) **** Re 0 lanl2dz **** Re 0 lanl2dz 這計算方案應(yīng)該是一致的吧？  求指教！ |
6樓2012-05-07 12:59:44
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簡單的說說，關(guān)于Gaussian計算中輸出的LUMO軌道的能量（LUMO波函數(shù)的本征值），有好多誤解在里面。因?yàn)橐话愣�，大家會從Koopman定理的角度認(rèn)知，認(rèn)為軌道能量即是以電子距核無窮遠(yuǎn)處為能量零點(diǎn)，則電子軌道的能量即等于將電子從處于該軌道移到無窮遠(yuǎn)處的能量差值。 然而，事實(shí)上，Gaussian在計算LUMO軌道能量時，由于該處事實(shí)上并不存在電子，因此也就不存在該處那個“虛擬”的“電子”對于內(nèi)層（或同層）電子的排斥作用，因此，如果事實(shí)上真的將一個電子從無窮遠(yuǎn)處移到此軌道，則新加入的電子對內(nèi)層電子的排斥同樣導(dǎo)致內(nèi)層電子的軌道能量發(fā)生變化，內(nèi)層電子會因?yàn)槎嗔送饧拥呐懦庾饔枚淤N近內(nèi)核，勢能降低而動能增加，而內(nèi)層電子對新加的電子的排斥則小于原先預(yù)計的值。整個分子體系的能量變化絕不僅僅是LUMO的軌道能。換到樓主的激發(fā)態(tài)的體系中，內(nèi)層一個電子激發(fā)到高層的軌道，比如LUMO或LUMO+n等等，由于內(nèi)層離去個電子，原本的電子之間的排斥減小了，內(nèi)層電子的結(jié)構(gòu)會變化得更加松散，內(nèi)層的各個軌道的能級也會變化，相應(yīng)地，對于要處于LUMO層的那個激發(fā)電子的排斥也會增加，對于原本閉殼層的分子而言，激發(fā)一個電子同時還損失一個配對能。所以，整個分子體系能量的變化也絕不僅僅是LUMO-HOMO那么簡單——不然的話，還要TD計算干什么？ 所以，LUMO軌道的能量值，僅僅就是個示意，定性地看看，在有限的化學(xué)經(jīng)驗(yàn)而言，才有一點(diǎn)點(diǎn)意義。憑它是無法處理定量的光譜計算的。。 類似地推論一下，即可知道，HUMO軌道能量值不等于第一電離能，LUMO軌道能量值也不等于電子親和勢。 以上是個人理解，說錯的地方，請專家指點(diǎn)。 |
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10樓2012-05-07 15:14:15
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