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liziyu2012

銅蟲(chóng) (小有名氣)

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[求助] 乙烷分子軌道分析已有2人參與

本人在計(jì)算乙烷分子的軌道分子是遇到一些問(wèn)題，求高手指點(diǎn)
本人使用NBO方法，6-311+G(d)基組計(jì)算乙烷分子，其中最低的第四個(gè)軌道和LUMO軌道成分如下：
                        1       2       3       4          10
                  (A1G)--O  (A2U)--O  (A1G)--O  (A2U)--O    (A1G)--V
   EIGENVALUES -- -9.88155  -9.88147  -0.68049  -0.55298       0.00788
1  1 C  1S          0.39866    0.39868 -0.08250  -0.07214    0.03097
2       2S          0.32701    0.32678 -0.12808  -0.11253    0.05219
3       2PX             0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
4       2PY             0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
5       2PZ          -0.00031 0.00063  -0.02597 0.05553    -0.04697
6       3S             0.01308 0.01366 0.33770 0.30239    -0.16918
7       3PX             0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
8       3PY             0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
9       3PZ             0.00057  -0.00227  -0.03532 0.10334    -0.09543
10       4S             -0.01165 -0.01680 0.23865 0.27489 -0.45767
  11       4PX          0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  12       4PY          0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  13       4PZ          -0.00142 0.00288  -0.00351 0.03943    -0.11376
14       5s          -0.00368  -0.00701 0.02306 0.14295       1.22064
  15       5PX          0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  16       5PY          0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  17       5PZ          -0.00043 0.00073 0.00436  -0.03208       0.13866
  18       6D 0       -0.00053 0.00141 0.00315  -0.01861    -0.00333
  19       6D+1       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  20       6D-1       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  21       6D+2       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  22       6D-2       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  23 2 H  1S       -0.00024 0.00001 0.05507 0.07498    -0.00828
  24       2S          -0.00012 0.00052 0.04622 0.07100       0.10084
  25       3S          0.00433 0.00281  -0.01751  -0.00384    -0.27511
  26 3 H  1S       -0.00024 0.00001 0.05507 0.07498    -0.00828
  27       2S          -0.00012 0.00052 0.04622 0.07100       0.10084
  28       3S          0.00433 0.00281  -0.01751  -0.00384    -0.27511
  29 4 H  1S       -0.00024 0.00001 0.05507 0.07498    -0.00828
  30       2S          -0.00012 0.00052 0.04622 0.07100       0.10084
  31       3S          0.00433 0.00281  -0.01751  -0.00384    -0.27511
  32 5 C  1S       0.39866  -0.39868  -0.08250 0.07214       0.03097
  33       2S          0.32701  -0.32678  -0.12808 0.11253       0.05219
  34       2PX       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  35       2PY       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  36       2PZ       0.00031 0.00063 0.02597 0.05553       0.04697
  37       3S          0.01308  -0.01366 0.33770  -0.30239    -0.16918
  38       3PX       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  39       3PY       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  40       3PZ       -0.00057  -0.00227 0.03532 0.10334       0.09543
  41       4S          -0.01165 0.01680 0.23865  -0.27489    -0.45767
  42       4PX       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  43       4PY       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  44       4PZ       0.00142 0.00288 0.00351 0.03943       0.11376
  45       5S       -0.00368 0.00701 0.02306  -0.14295       1.22064
  46       5PX       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  47       5PY       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  48       5PZ       0.00043 0.00073  -0.00436  -0.03208    -0.13866
  49       6D 0       -0.00053  -0.00141 0.00315 0.01861    -0.00333
  50       6D+1       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  51       6D-1       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  52       6D+2       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  53       6D-2       0.00000 0.00000 0.00000 0.00000       0.00000
  54 6 H  1S       -0.00024  -0.00001 0.05507  -0.07498    -0.00828
  55       2S          -0.00012  -0.00052 0.04622  -0.07100       0.10084
  56       3S          0.00433  -0.00281  -0.01751 0.00384    -0.27511
  57 7 H  1S       -0.00024  -0.00001 0.05507  -0.07498    -0.00828
  58       2S          -0.00012  -0.00052 0.04622  -0.07100       0.10084
  59       3S          0.00433  -0.00281  -0.01751 0.00384    -0.27511
  60 8 H  1S       -0.00024  -0.00001 0.05507  -0.07498    -0.00828
  61       2S          -0.00012  -0.00052 0.04622  -0.07100       0.10084
  62       3S          0.00433  -0.00281  -0.01751 0.00384    -0.27511

我的問(wèn)題是在LUMO 軌道中C的主要成分中究竟是2s還是3s？根據(jù)高斯手冊(cè)，6-311+G(d)屬于分裂基組，價(jià)層軌道由兩組基函數(shù)表達(dá)，那么1s對(duì)應(yīng)于1s軌道，2s3s對(duì)應(yīng)于2s軌道，2p3p對(duì)應(yīng)于sp軌道，而4s5s對(duì)應(yīng)于3s軌道，4p5p對(duì)應(yīng)于3p軌道，按照這種說(shuō)法，應(yīng)該是含有3s的成分。但是根據(jù)最內(nèi)層的四個(gè)軌道分別是C的1s軌道和2s軌道成分，可見(jiàn)1s2s對(duì)應(yīng)于1s軌道，3s4s對(duì)應(yīng)于2s軌道。分析到這里本人已經(jīng)徹底糊涂了，究竟LUMO軌道的主要成分是C的那個(gè)原子軌道，求高手指點(diǎn)。。。

[ Last edited by liziyu2012 on 2014-1-6 at 11:59 ]

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【求助】如何畫(huà)分子軌道能級(jí)圖？(已結(jié)束) 已經(jīng)有7人回復(fù)

1樓 2014-01-06 11:49:46

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liziyu2012

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引用回帖:

3樓: Originally posted by sobereva at 2014-01-06 20:38:23
這里輸出的只是系數(shù)，而不是成分。
怎么計(jì)算原子軌道在分子軌道中的成份在這里有詳細(xì)討論和示例：
談?wù)勡壍莱煞莸挠?jì)算方法I（http://hi.baidu.com/sobereva/item/d52876160110ca8d89a956c5）
談?wù)勡壍莱煞莸挠?jì)算 ...

C 5 (S)
C 5 (S)
C 5 (S)
C 5 (S)
C 5 (S)
C 5 (px)
C 5 (px)
C 5 (px)
C 5 (px)
C 5 (py)
C 5 (py)
C 5 (py)
C 5 (py)
C 5 (pz)
C 5 (pz)
C 5 (pz)
C 5 (pz)
C 5 (d1)
C 5 (d2)
C 5 (d3)
C 5 (d4)
C 5 (d5)
NAO當(dāng)中的輸出是這樣的，那么上面那么多的s軌道帶怎么分呢？請(qǐng)指教～

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5樓2014-01-07 11:18:18

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zhou2009

版主 (著名寫(xiě)手)

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【答案】應(yīng)助回帖

★ ★ ★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
gmy1990: 金幣+3 2014-01-06 18:46:06

這里，要區(qū)分原子軌道與用來(lái)描述它的基組函數(shù)。
在分子中，原子軌道發(fā)生了極大的形變，為了描述這種形變，用一個(gè)指定的基組函數(shù)來(lái)進(jìn)行線(xiàn)性組合，這基組函數(shù)可以想像它與各原子軌道相似，于是選擇了相近的原子軌道作基組。這時(shí)，不要硬性地拿基組與原子軌道去一一對(duì)應(yīng)，特別不要把基組就看成原子軌道。
比如你數(shù)據(jù)中的H的1S軌道，它也用了1S、2S、3S來(lái)描述它。C更不用說(shuō)，這里的基組系數(shù)有正有負(fù)，都是在調(diào)整分子中變化了的波形。
看MO，重點(diǎn)不是找基組與原子軌道如何對(duì)應(yīng)。
關(guān)鍵是要看波函數(shù)的性質(zhì)，比如乙烷的這個(gè)LUMO，兩個(gè)C組合之后都是正值，它們還是成鍵狀態(tài)，而6H卻是負(fù)值，與C反相位。說(shuō)明當(dāng)接受電子時(shí)，脫去的是H，而不是斷開(kāi)CC鍵。

[ Last edited by zhou2009 on 2014-1-6 at 15:58 ]

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2樓2014-01-06 15:56:13

已閱回復(fù)此樓關(guān)注TA 給TA發(fā)消息送TA紅花 TA的回帖

sobereva

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【答案】應(yīng)助回帖

★ ★ ★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
gmy1990: 金幣+3 2014-01-06 21:33:39

這里輸出的只是系數(shù)，而不是成分。
怎么計(jì)算原子軌道在分子軌道中的成份在這里有詳細(xì)討論和示例：
談?wù)勡壍莱煞莸挠?jì)算方法I（http://hi.baidu.com/sobereva/item/d52876160110ca8d89a956c5）
談?wù)勡壍莱煞莸挠?jì)算方法II（http://hi.baidu.com/sobereva/item/bb1e62d881b8d5ee3cc2cbc1）
如果你搞不清楚原子軌道和基函數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建議用文中的NAO方法進(jìn)行分析（4.2節(jié)有介紹，6.4節(jié)有實(shí)例），可以直接給出每個(gè)原子軌道所占成分。關(guān)于NAO方法更詳細(xì)的原理討論以及與其它方法的對(duì)比見(jiàn)《分子軌道成分的計(jì)算》（化學(xué)學(xué)報(bào), 69, 2393）

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3樓2014-01-06 20:38:23

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liziyu2012

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引用回帖:

計(jì)算軌道成分那個(gè)帖子我看過(guò)，平時(shí)就放在手邊查閱，但是現(xiàn)在的問(wèn)題就是搞不清楚軌道和基函數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，我現(xiàn)在想知道的是乙烷的LUMO軌道是不是C原子的3s軌道成分，您所說(shuō)的NAO我嘗試過(guò)，這種方法對(duì)于占據(jù)軌道的分析確實(shí)很有用，但是由于NAO分析并沒(méi)有給出空軌道的NATURAL POPULATIONS: Natural atomic orbital occupancies，所以對(duì)于空軌道的輸出和NBO是一樣的，只有系數(shù)。

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4樓2014-01-07 11:16:23

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