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xiemin8761鐵桿木蟲 (著名寫手)
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[求助]
高斯計算,用不同基組算出的NBO軌道相位不同
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量化學習 | 氣態(tài)分子化學動力學 | Gaussian |

至尊木蟲 (著名寫手)
鐵桿木蟲 (著名寫手)
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問題已經(jīng)被sob老師解決,解答如下: 關(guān)于xiemin提到的NBO軌道相位問題是這么回事: NBO(也包括PNBO)的相位是有隨機性的。因為獲得NBO的過程是對每個原子自身,以及每兩個原子間構(gòu)成的以NAO為基的密度矩陣進行對角化而產(chǎn)生的。而不是像自然軌道那樣對整個體系的密度矩陣對角化而得到的。每次對角化后產(chǎn)生的一批NBO之間的相對相位是固定的不變的,但是這批NBO的相位可以同時反轉(zhuǎn)(即全部本征矢變?yōu)槠湄摫菊魇福,而不影響物理意義,因為這不會使本征值(NBO占據(jù)數(shù))因此發(fā)生改變。 由于不是來自同一個中心或同一個原子對兒的兩個NBO不是在同一次對角化過程中產(chǎn)生的,所以二者的相對相位是隨機的。 以C-H為例,C-H的BD,即便兩次計算時基組、構(gòu)型、理論方法相差甚微,也可能有的時候BD中正相位占主導(dǎo),而在另一種情況下BD的相位就反轉(zhuǎn)了而負值占主導(dǎo)。對角化算法只保證對于一個矩陣得到的本征值是確定的,而本征矢可以隨意乘上一個常數(shù)(如-1)。然而,同一個C-H的BD和BD*是在同一次對角化時產(chǎn)生的,所以此二者間的相對相位則是絕對不變的,要反轉(zhuǎn)其中一個就必須反轉(zhuǎn)另一個。 實際上在開發(fā)Multiwfn的AdNDP功能時也遇到過類似問題。AdNDP軌道是對于不同的單、雙或多中心的密度矩陣對角化產(chǎn)生的,為了相位看起來統(tǒng)一從而比較方便,Multiwfn給出AdNDP軌道的時候,當發(fā)現(xiàn)如果軌道負值區(qū)域占主導(dǎo),那么就給軌道系數(shù)都乘上-1來讓它反轉(zhuǎn),使得所有AdNDP軌道都是以正相位為主。其實NBO程序也應(yīng)該加入這么一個自動檢測并自動反轉(zhuǎn)相位的功能。 所以,xiemin所看到的在6-31++G**下相對于6-31+G*時,beta NBO中O LP*和C-H BD的相對相位發(fā)生了反轉(zhuǎn),這沒有關(guān)系,不影響物理意義。作這種圖,只能考察它們之間重疊程度,由此來估量相互作用是否可能比較大或比較小,或者來解釋E2值。在O與C-H之間交匯區(qū)域內(nèi),在6-31++G**和6-31+G*時,兩個NBO的重疊程度是一致的,只不過重疊積分符號顛倒了而已?梢宰C明這并不影響這兩個NBO間的E2值,而E2是兩個NBO對應(yīng)的軌道間的相互作用的定量衡量標準。 (注:NBO之間全都是正交的,整個空間內(nèi)重疊積分為0,所以這里只說O與C-H之間交匯區(qū)域內(nèi)的情況。考察這種軌道重疊問題用PNBO比用NBO更好,因為PNBO不要求軌道間正交,所以可以更好地展現(xiàn)軌道間的重疊) |
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