adf. COSMO计算

adf. COSMO设置

在这里简要介绍如何使Cosmo结果文件与他们的COSMO-RS的ADF参数化的方式一致,以确保完整参数适用性。首先,应使用ADF进行气相几何优化,具有小核心TZP基础集,Becke-Perdew功能(BP86),相对论标量Zora方法(adf2020中的默认值),以及良好的数字集成质量:

AMS_JOBNAME=GASPHASE "$AMSBIN/ams" << eor
Task GeometryOptimization
System
   Atoms
      ...
   End
End
Engine adf.
   Basis
      Type TZP
      Core Small
      PerAtomType Symbol=I File=ZORA/TZ2P/I.4p
   End
   XC
      GGA Becke Perdew
   End
   BeckeGrid
      Quality Good
   End
   Relativity
      Level Scalar
      Method ZORA
   End
EndEngine
eor

对于比氪(Z>如图36所示,如碘,需要小核心TZ2P基础组。由此产生的adf.rkf(以前的ADF<= 2019 COST21文件或.t21文件)分子用作COSMO计算中的重启文件,并且使用生成的AMS.RKF加载系统。使用以下设置执行ADF COSMO计算:

AMS_JOBNAME=COSMO "$AMSBIN/ams" << eor
Task SinglePoint
LoadSystem
   File GASPHASE/ams.rkf
End
EngineRestart GASPHASE/adf.rkf
Engine adf.
   Basis
      Type TZP
      Core Small
      PerAtomType Symbol=I File=ZORA/TZ2P/I.4p
   End
   XC
      GGA Becke Perdew
   End
   BeckeGrid
      Quality Good
   End
   Relativity
      Level Scalar
      Method ZORA
   End
   Symmetry NOSYM
   SOLVATION
      Surf Delley
      Solvent name=CRS emp=0.0 cav0=0.0 cav1=0.0
      Charged method=CONJ corr
      C-Mat EXACT
      SCF VAR ALL
      RADII
         H  1.30
         C  2.00
         N  1.83
         O  1.72
         F  1.72
         Si 2.48
         P  2.13
         S  2.16
         Cl 2.05
         Br 2.16
         I  2.32
      SubEnd
   END
EndEngine
eor

在这种COSMO计算中,选择了Delley类型的腔结构(参见参考文献。 [1] 有关Delley表面结构的详细信息)。溶剂的名称是CRS,其将介电常数设定为无限,并设定探测球的半径,以确定溶剂被排除的表面为1.3埃。

在阳离子或阴离子的情况下,在气相计算以及COSMO计算中,应该包括在输入的AMS部分中的关键系统的子键充电。

在Radii子块键中,选择KLAMT原子腔半径。参数EMP,CAV0和CAV1为零。带电子键的蛇选口约束计算的溶剂表面电荷以加入分子电荷的阴性。指定C-MAT子key的精确导致ADF由于电荷而直接计算库仑潜力 q 在分子数值积分网格的每个点中并集成在电子电荷密度上。原则上,当数值集成点非常接近电荷的位置时,这是精确的,但可能具有不准确性 q。为了解决这个问题,从ADF2010开始,在(非常)闭合数字积分点和宇宙表面点的情况下,静电电位被阻尼。结果与ADF2009的结果相比的数值稳定性因其而增加。指定C-Mat子key的确切还要求ADF计算使用对称鼻子。

由此产生的adf.rkf(以前的ADF<COSMO计算的2019 CAFT21文件或.t21文件)是COSMO结果文件。

在COSMO-RS计算中,只需要“COSMO”部分此文件。一个人可以制作一个kf文件companic.coskf,它只由'cosmo'部分组成,如果一个人这样做:

$AMSBIN/cpkf adf.rkf compound.coskf "COSMO"

在给出此命令之前不应存在文件化合物.COSKF。请注意,此类.coskf文件不再是完整的adf.rkf。例如,只有Cosmo表面可以用AMSView查看。它主要用于Cosmo-RS计算。

链接 cosmo-rs gui教程:cosmo结果文件[1]

原子阳离子或阴离子

在原子计算的情况下,当然应该不执行几何优化。 在阳离子或阴离子的情况下,在气相计算以及宇宙计算中,应该包括密钥充电的电荷。 Only for atomic calculations one should include the argument method=atom to the subkey Charged of the key SOLVATION:

SOLVATION
  Surf Delley
  Solvent name=CRS cav0=0.0 cav1=0.0
  Charged method=atom corr
  C-Mat EXACT
  SCF VAR ALL
END

准确性

COSMO计算中的几个参数可以影响量子力学计算结果的准确性。将讨论其中一些参数。注意,如果在COSMO计算中选择不同的参数,则还可能必须重新制定ADF COSMO-RS参数。一些ADF Cosmo参数的列表。

  • XC功能
  • 基础集
  • 适合集
  • 原子腔半径和探测球的半径
  • 腔结构
  • 几何学

原子腔半径和探测球的半径与参考中的相同。 [2],描述由Klamt等人开发的COSMO-RS方法。,它在ADF中实施。 BECKE纯粹的功能对于弱束系统来说比较好,但在其他情况下可能不是那么好。基础设置TZP是一种妥协基础集。对于比氪(Z>如图36所示,如碘,需要TZ2P基础组,包括相对论的标量Zora方法。由于与非相对论方法相比,相对论方法几乎没有成本额外的时间,建议使用标量相对论标量Zora方法来用于轻质元件。 ADF中的Delley类型的腔腔结构可以给出大量的宇宙点。在ADF COSMO计算中选择的XC功能,基集和腔结构具有与参考中使用的准确性相似。 [2]。请注意,它们与参考中使用的不完全相同。 [2],由于在该纸张中,使用了不同的量子机械程序。

在ADF的参数化中,相同的几何形状用于气相和宇宙计算,其与REF不同。 [2]。这取决于实际溶剂,如果在宇宙计算中重新渗透分子,则可以提供更好的结果。注意,在COSMO模型中使用的介电介质在COSMO-RS模型中具有无限的介电常数。因此,宇宙计算中分子的几何优化可能更适合于溶解在水中的分子而不是溶解在正己烷中的分子。

adf.中的配合并不总是能够在每个宇宙表面点处精确地描述库仑电位。在常规ADF计算中,由于COSMO表面附近计算的积分中的数值误差几乎没有影响,因此该问题不明显。然而,在COSMO计算中,这可能有一些效果。这就是为什么在上面选择C-MAT精确的选择,而不是默认的C-MAT POT选项。另一种可能性是为ADF计算输入中的键ZLMFIT中的“fifequality”添加更多拟合功能。

腔结构

adf.中的ESURF类型的腔腔结构,默认设置不会给出大量COSMO点。因此,建议使用所谓的Delley类型的腔体构造(参考文献。 [1]),它允许人构建具有更多点的表面。 ESURF类型的腔施工还允许更多的点,如果将钥匙溶剂的子项的选项NFDIV设置为较大的值,则比默认值为1.此内容进一步讨论。在ADF2010中,通过合并闭合性宇宙表面点,并用小表面积移除COSMO表面点,改善了Delley表面的数值稳定性。下面给出了具有默认设置的宇宙型腔结构的宇宙表面的图。在该图中,小球形表示用于构造宇宙表面的宇宙表面点。红色部分表示正宇宙电荷密度,蓝部件负宇宙电荷密度(选用着色方案以匹配Klamt):

_images / methanolesurf.png.

COSMO充电密度在甲醇表面的浮雕表面,ESURF表面(用AMSVIEW制作的图片)。

人们可以使用所谓的delley表面构造具有更多点的表面。对于关键溶剂的子拍摄,可以选择delley。关键溶剂的子项div具有额外的选项LEB1(默认值23),LEB2(默认值29)和RLEB(默认值1.5埃)。如果原子的腔半径低于RLEB,请使用LEB1,否则使用LEB2。这些值可以改变:使用较高的LEB1和LEB2提供更多表面点(最大值LEB1,LEB2为29)。值23的值为194在单个原子的情况下,在单个原子的情况下,在单个原子的情况下,29表示302表面点可以使用用于H的表面点的LEB1,以及用于其他元件的表面点的LEB2。

下一个数字是用以下内容进行的(删除曲面的默认值)设置:

SOLVATION
    SURF Delley
    DIV leb1=23 leb2=29 rleb=1.5
END
_images / methanoldelley.png

COSMO充电密度在甲醇的COSMO表面上,DELLEY STERESTED(用AMSVIEW制作的图片)。

构建腔的不同方式对此产生了一些后果 \(\ sigma \) - 甲醇的新甲醇,见下图:

_images / methanolsigmaprofile.png

\(\ sigma \) - 甲醇的血液(用CRS-GUI制作的图片)。在这张照片中,蓝线是 \(\ sigma \) - 采用Esurf型施工,红线与Delley类型的结构有许多表面点。相比之下,绿线是 \(\ sigma \) - 如果使用大型QZ4P基础集,则甲醇的新甲醇,再次使用德利类型的结构,具有许多表面点。

参考

[1](1, 2) B. Delley, 用于聚合物和表面的导体样筛选模型。 分子模拟32,117(2006)
[2](1, 2, 3, 4) A. Klamt,V.Jonas,T.Bürger和J.C.Lohrenz, Cosmo-Rs的细化和参数化。 J. Phy。化学。 A 102,5074(1998)