片段分析

本教程将向您展示如何使用ADF进行片段分析。这里使用的三个例子是:

  • 倪(CO)4
  • PTCL.4 H2 2-
  • CH.3I

您将设置计算,运行它们,并可视化结果。

本教程中的第一个示例是ni(co)4 。它由一个Ni片段和一个CO片段组成,重复四次。

第二个例子是ptcl4 H2 2- 。它由ptcl组成4 2- 片段,和一个h2 fragment. 有关如何指定片段费用的一个很好的例子。

第三个例子是ch3I.它由一个ch组成3 片段和一个我的片段。 展示如何使用旋转限制的碎片是一个很好的例子。

第1步:Build Ni(CO)4

结构是完全四面体的。您应该能够使用早期教程中描述的技术来构建分子。一种可能的方式:

开始adfinput.
建立四面体金属综合体: 结构工具→金属配合物→ML4四面体
将中心原子更改为ni原子
选择一个配体
选择所有配体: 选择→选择相同类型的原子 menu command
在CO配体中改变它们: 原子→通过结构替换→配体→CO
选择 几何优化 task
保存并运行
运行完成后,单击“是”以导入优化的坐标
保存

或者,更容易,复制粘贴以下坐标:

Ni       0.35377168      -1.62413362       0.00000000
O      -1.37321951       0.10285758       1.72699119
O       2.08076287      -3.35112481       1.72699119
O      -1.37321951      -3.35112481      -1.72699119
O       2.08076287       0.10285758      -1.72699119
C       1.40953776      -0.56836754      -1.05576608
C      -0.70199440      -2.67989970      -1.05576608
C       1.40953776      -2.67989970       1.05576608
C      -0.70199440      -0.56836754       1.05576608

你的分子应该看起来像这样:

../_images/tut8-molecule.png

第2步:定义片段

adf.使用的片段基于您定义的区域。在此示例中,我们将生成四个新区域:每个CO配体的一个新区域。 CO配体的区域将获得特殊名称,以确保ADF将它们识别为一个碎片重复四次。

NI原子不会在一个地区。 ADFInput将自动为不在区域中的原子创建原子片段。

重复的片段用片段名称表示,后跟“/ n”,n个副本的数量。 所有副本必须匹配,使得一个片段可以通过旋转和翻译完全正确地定位另一个片段。 ADF检查此项,ADFInput没有。在该特定示例中,所有四个CO片段都是通过对称性的明显相同。

面板栏 型号→地区
选择所有原子
单击“+”按钮添加另一个新区域(包含所有原子)
选择ni原子
从Region_1中删除NI原子:单击“Region_1”右侧的“ - ”按钮
将“Region_1”的名称更改为“CO”

现在已经确定了一个新的地区:配体的CO区。下一步是将配体区域分成四个重复区域:

按CO区线右侧的三角形
在弹出菜单中,使用“分子拆分”命令

这应该导致以下区域:

../_images/nico4regions.png.

第3步:设置片段分析运行

下一步非常简单:我们将告诉ADF执行单点计算(ADF中的片段分析仅适用于单点计算),我们告诉ADFInput以使用我们刚被定义为片段的区域:

打开“主”小组
选择 单点 task
面板栏 多级→碎片
选中“使用片段”复选框

小费

更多 如果任务是“单点”,则在任务链接到碎片面板的右侧

../_images/tut8-panel.png

在碎片面板中,您将看到一个片段存在,而无需充电:重复的CO片段。 ADF将使用基本原子原子,以便任何未放入另一个片段的原子。因此,Ni原子将是原子片段。

第4步:运行片段分析并查看结果

接下来,您将保存并运行计算。执行此操作后,ADFInput将实际保存两个不同的计算:

  • CO计算(具有匹配的.adf和.RUN文件)
  • ni(co)4 片段分析计算(使用匹配.adf和.run文件)

您无需首先运行CO片段的计算,它将在需要时自动执行。

保存
跑步
观察碎片(CO)的运行,以及最终的片段分析

共碎片和ni(co)4 所有已经执行的计算。

此计算结果在正常的.t21和.out输出文件中。 你可以用它查看 SCM→查看SCM→输出 commands. 在片段分析的情况下更有趣是您可以使用Adflevels查看的交互图:

SCM→水平
../_images/tut8-levels.png

在中心看到整个分子的水平,在两侧,你看到CO片段和Ni-Atom片段。

红色相互作用线告诉您,哪些分子轨道来自哪个片段轨道。 该线的亮度与贡献%直接相关。

蓝色相互作用线一起显示出轨道相互作用,并且当可以制造粘合和抗粘合组合时绘制。 通过采用4个贡献的几何平均值来计算这种相互作用的强度。 与正常平均值相比,几何平均水平更加强调等贡献。 这将提供50-50个贡献最强的互动,0-100个没有互动。 绘制最强的交互,并且可以使用菜单或快捷方式来绘制较弱的交互。

在输出文件中,您可以在片段轨道方面找到有关分子水平组成的详细信息。

第5步:构建PTCL4 H2 2-

我们现在将对PTCL执行类似的片段计算4 H2 2- molecule. 以下是PTCL的图片4 H2 2- 分子,用ADF优化后:

../_images/tut8-mol2.png

为了使该分子,一种简单的方法是从八面体络合物开始以确保对称性。接下来改变改变以获得此分子, 以ADF的几何优化结束:

使用结构按钮构建八面体金属络合物
(结构工具→金属配合物→ML6八面体)
将中心原子更改为PT原子
将四个假人更改为CL原子
删除其中一个剩余的假人
改变哦,通过哦 结构工具→配体→哦
(这将确保最终的两个H不会破坏对称性)
将O原子更改为H原子

选择 几何优化 task
将总充电设置为-2
选择标量相对性选项

跑步

运行完成后,单击“是”以导入优化的坐标
保存

请注意,如果您希望使用MoPAC可以预先优化,则使用UFF的预优化将使几何形状更糟糕。 但ADF几何优化也将在没有预优化的情况下收敛。

或者,复制粘贴以下坐标(不要忘记调整充电和相对性选项):

Pt       0.38536627      -1.52983373      -0.01810864
Cl       2.77381502      -1.31408830      -0.07406771
Cl       0.16595918       0.84735169      -0.25308724
Cl      -2.00032449      -1.73494925       0.12601673
H        0.29288292      -1.88628621      -2.97458718
Cl       0.60753135      -3.89638924       0.30503626
H        0.31810457      -1.78907605      -2.16830927

复制粘贴后,H原子不会在图片中绑定。这没问题,因为ADF只看一个原子职位。

第6步:定义片段

定义ptcl.4 2- and H2 地区面板的碎片:

面板栏 型号→地区
选择PT和CL原子
使用'+'按钮添加新区域,并命名为'ptcl4'
选择两个H原子
使用'+'按钮添加新区域,并命名为'h2'
清除原子选择(点击空白区域)
../_images/tut8-frags.png

现在是碎片定义。接下来,我们设置分段分析计算:

选择“主”面板
选择 单点 task
面板栏 多级→碎片 (或点击 更多 button)
选中“使用片段”复选框
将PTCL4片段的充电更改为-2
保存

已经设置了其他选项(总体-2充电和标量相对度选项)。如果跳过几何优化步骤并复制坐标,请务必立即设置这些选项!

../_images/tut8-fragdetails.png

单击PTCL4片段旁边的打开按钮(大点)时,可以检查PTCL4片段设置:

单击“碎片”面板中的打开按钮(PTCL4片段旁边的大点)
检查新打开的adfinput中的片段的费用(应该是-2)
关闭ptcl4片段adfinput窗口

对于更复杂的计算,您可以对片段运行进行额外的更改。

第7步:运行片段分析并查看结果

接下来,您将运行计算:

跑步

计算完成后,您可以查看结果的交互图:

使用 SCM→水平 command

使用鼠标(用鼠标拖动,滚轮,用鼠标拖动)
放大有趣的区域(大致从-0.5到0.4)

选择ptcl4h2列(通过单击底部的名称
使用 查看→交互→显示 menu command

使用H2列中的弹出菜单,将H2级别达到+0.28

仅示出了可见水平之间的相互作用。因此,如果您缩小没有交互,则会对某些级别可见。 这就是您需要使用Show Interactions Menu命令的原因。

我们需要将H2水平移位以容纳在最终分子中,片段经历-2电荷,从H2片段计算中不存在。 交互图应该看起来像以下内容:

../_images/tut8-levels2.png

在输出文件中,您可以在片段轨道方面找到有关分子水平组成的详细信息。

第8步:建立CH3I

我们现在将对CH进行无限制的片段分析3我的分子。

在这里,我们将使用真正的旋转不受限制的碎片。 替代方法是使用旋转限制片段ICW的碎片扫描密钥,其中定义了旋转不受限制的职业。

复制粘贴以下坐标:

C       0.00000000   0.00000000  -0.23931600
H      -0.52132210  -0.90295636  -0.56271600
H      -0.52132210   0.90295636  -0.56271600
H       1.04264420  -0.00000000  -0.56271600
I       0.00000000   0.00000000   1.92746400
选择“主”面板
任务→单点
XC功能→GGA:BP86
相对→标量
基础集→TZ2P
冷冻核心→小
数值→好
../_images/tut8-settings3.png.

定义ch.3 和地区小组的碎片:

面板栏 型号→地区
选择i原子
使用'+'按钮添加新区域,并命名为'i'
反转选择: 选择→反转选择 menu command
使用'+'按钮添加新区域,并将其命名为'methyl'
清除原子选择(点击空白区域)
../_images/tut8-frags3.png

现在是碎片定义。 接下来,我们设置了不受限制的片段分析计算。

第9步:准备粘合

将选择片段的电子构造,使得价值I pz orbital 有1个α电子,最高占用的甲基轨道有1个β电子。 注意,片段的这种电子配置意味着它们 被称为“准备绑定”,以最大限度地减少保利斥责 在这种情况下,电子对键是z方向上的σ键。

面板栏 多级→碎片
选中“使用片段”复选框
将i片段的旋转变为1
将甲基片段的旋转改变为-1
文件→保存
../_images/tut8-fragdetails3.png.

如果使用真正的自旋 - 不受限制的片段,还必须计算完整复杂的计算。

在我想要p的i原子片段的电子配置中z alpha orbital被占用, and the pz β轨道无法被占用。 为了使这种电子构态进行原子片段,未在原子对称中计算,而是在次称中计算,在这种情况下,在这种情况下(D(lin)), in which pz 在不同的relep(sigma.u)中比px 和 py (PI.u). ADF中用于计算D∞H对称性原子的对称性要求使得原子应该是原点。 为方便起见,I原子片段在D∞H对称性中预计而不指定电子配置。 接下来将该计算的电子配置调整为所需的电子配置。

在“碎片”面板中单击打开的按钮(i片段旁边的大点)
在新打开的Adfinput窗口中:
把i原子放在原产地
面板栏 细节→对称性 分子对称 符号→D(林)
运行i片段计算
计算完成后:
面板栏 型号→旋转和职业
在pi.u中将电子配置从4/3变为2个β电子
在sigma.u中将电子配置从2/3改变为0个β电子
关闭并保存i碎片adfinput窗口
../_images/tut8-spinocc3.png.

步骤10:运行计算

接下来,您将运行计算:

打开CH3I ADFInput窗口
跑步

计算完成后,您可以查看结果的交互图:

使用 SCM→水平 command

轴→单位→EV
使用鼠标(用鼠标拖动,滚轮,用鼠标拖动)
放大有趣的区域(大致从-9到-2eV)
查看→标签→显示
../_images/tut8-levels3.png

如果将鼠标移动在分子轨道上(MO)级别,则可以在对称片段轨道(SFO)方面找出关于MO水平的组成的更详细信息。 提供最重要的贡献,包括参与最多的SFO的重叠S(SFO)。 在两个不同SFO之间的重叠值之后直接签署“+”或' - '签名指示这两个SFO的贡献是否在MO中形成键合组合('+')或抗粘接组合(' - ')。

../_images/tut8-molevels3.png

4a1 mo(大多数)a p的键合组合z 片段轨道(一个pz Orbital在对称性D(LIN)中的IREP标记Sigma.u和甲基2a1片段轨道。 尽管4A1αMo和4A1βMO在空间相同,但是在SFO方面的分解是(略微)不同的,因为旋转α和旋转βSFO不相同。