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feynman1965

金蟲 (正式寫手)

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[求助] 關(guān)于計(jì)算改變核間距時(shí)兩原子分子HOMO 已有1人參與

各位蟲友好，
我是做實(shí)驗(yàn)的，現(xiàn)在想用高斯做一個(gè)這樣的計(jì)算，兩原子分子比如H2的某一個(gè)排斥態(tài)的HOMO。
這還沒完，分子從基態(tài)躍遷到這個(gè)排斥態(tài)肯定核間距不斷增加，直到解離。
怎么計(jì)算在這個(gè)解離過(guò)程中，不同核間距的HOMO?
請(qǐng)大家給個(gè)方向性和個(gè)別關(guān)鍵細(xì)節(jié)指導(dǎo)，詳細(xì)的我可以自己學(xué)習(xí)。
謝謝大家。

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1樓 2014-06-22 11:32:11

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雪狼乖乖

木蟲 (正式寫手)

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【答案】應(yīng)助回帖

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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
feynman1965: 金幣+20, ★★★很有幫助 2014-06-23 11:37:35

單重態(tài)H2拉伸過(guò)程的電子密度差等值線動(dòng)畫  轉(zhuǎn)載自Sobereva
http://hi.baidu.com/sobereva/item/c69893149c743a6e70d5e8c3
做電子密度差圖必須先獲得涉及到的各個(gè)元素原子的波函數(shù)文件。每次執(zhí)行Multiwfn時(shí)程序會(huì)從當(dāng)前目錄下atomwfn目錄里尋找是否已有原子的波函數(shù)文件，沒有則需要調(diào)用Gaussian重算。為了方便、省時(shí)，這里先事先算好氫原子的波函數(shù)文件，放在atomwfn目錄下，并命名為H .wfn，注意空格必須有，否則Multiwfn不認(rèn)�；M建議與計(jì)算分子時(shí)一致（若基組級(jí)別已較高，不一致時(shí)問(wèn)題也不大）。其實(shí)計(jì)算密度差圖還有個(gè)既重要又麻煩的球?qū)ΨQ化原子密度問(wèn)題，由于氫的密度本來(lái)就是球?qū)ΨQ的，這里就不提了。
執(zhí)行壓縮包內(nèi)的H2sin.gjf，這是單重態(tài)H2的scan任務(wù)，從0.2埃開始24步，每步0.1埃。注意盡管是單重態(tài)，但是拉遠(yuǎn)后對(duì)稱破缺態(tài)是基態(tài)，所以要用非限制性方法，且需要加上guess(always,mix)打破對(duì)稱性。計(jì)算完畢后將儲(chǔ)存波函數(shù)文件的目錄H2sin拷到Multiwfn所在目錄下。
編寫一個(gè)文本文件batchcontourfix.txt放在Multiwfn目錄下，內(nèi)容是：
4
-2
1
2
200,200
6  //自行輸入格點(diǎn)設(shè)定
0.00000  -4.50000  -6.95664  //原點(diǎn)
0.00000 0.04500 0.00000  //平移向量1
0.00000 0.00000 0.06957  //平移向量2
0
[空行]
[空行]
其中-2代表要做變形屬性，由于函數(shù)選了1，計(jì)算的就是變形密度（密度差）。第一節(jié)的例子中坐標(biāo)軸尺寸和刻度在不斷變動(dòng)，這是為了使當(dāng)前幀的結(jié)構(gòu)能充滿圖像，然而有些人不喜歡這樣，因此此例中自行設(shè)定原點(diǎn)和平移向量，坐標(biāo)軸就固定住了。顯然很難直觀判斷數(shù)值應(yīng)該設(shè)多少，我建議用體系涉及空間尺度最廣的一幀作參考獲取這些信息。比如此例H2_0024.wfn對(duì)應(yīng)拉得最遠(yuǎn)的一幀，就先手動(dòng)對(duì)這個(gè)波函數(shù)的任意一個(gè)函數(shù)做圖（X=0的YZ平面，延展距離用默認(rèn)的4.5 bohr），Multiwfn會(huì)輸出作圖時(shí)所用的格點(diǎn)信息：
Origin is 0.00000  -4.50000  -6.95664 bohr
The x/y/z of transition vector 1 is 0.00000 0.04500 0.00000 bohr
The x/y/z of transition vector 2 is 0.00000 0.00000 0.06957 bohr
令所有幀作圖時(shí)都使用這個(gè)格點(diǎn)設(shè)定，就能保證每一幀感興趣的區(qū)域都不出界。
然后，將前面batchrun.bat里的H2tri替換為H2sin，batchcolor.txt替換為batchcontourfix.txt，執(zhí)行之，就得到了每幀的.PNG圖像。將圖像復(fù)制到/sob/H2sinpic目錄下，并進(jìn)入/sob目錄，執(zhí)行:
convert -delay 20 -resize 500 -shave '100x0' -colors 128 -monitor -reverse -fill red -annotate +5+395 "Created by Sobereva" H2sinpic/DISLIN.PNG H2sinpic/DISLIN_?.PNG H2sinpic/DISLI_??.PNG H2sinpic/H2sin_all.gif
和第一節(jié)的命令沒什么區(qū)別，只是目錄換了，并且加入了一個(gè)新的設(shè)定-shave '100x0'，這是因?yàn)檫@次的圖像的坐標(biāo)軸橫軸固定了，左右的白邊長(zhǎng)度也固定了，將每幀在resize為寬度為500后，左右都截掉100像素可以讓動(dòng)畫的畫布更緊湊。最終所得動(dòng)畫H2sin_all.gif如圖所示：

隨距離拉近后，電子密度迅速在原子間聚集，表明共價(jià)鍵正在加強(qiáng)。聚集的區(qū)域一開始逐漸變大并逐漸變得扁長(zhǎng)，但后來(lái)卻開始收縮并變得接近于球型，最后一幀電子密度減少區(qū)域和增加區(qū)域都幾乎變成了球?qū)ΨQ狀，前者包著后者。這是因?yàn)樵有驍?shù)越大，核吸引勢(shì)越強(qiáng)，電子密度分布范圍收縮得越厲害，基態(tài)He的1s電子密度延展范圍小于基態(tài)H的，所以當(dāng)兩個(gè)氫核距離接近到氦核特征明顯出現(xiàn)時(shí)內(nèi)部電子密度就增加了，相應(yīng)地外側(cè)減少。

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