qtaim(獾),局部轨道和概念dft

本教程将向您展示如何执行a Q值 分析,计算局部轨道和 概念DFT描述符 使用 adf. .

Qtai毒分析腺嘌呤胸腺底对

开始AmsInput.

接下来我们需要腺嘌呤胸腺嘧啶(AT)碱基对的结构:

1. 点击一下 结构 工具 StructTool. 并选择 DNA→AT.
2. 单击分子绘图区域以添加AT基对

您现在应该在分子绘图区域中看到AT基对。

../_images/qtaim_at.png.

Q值 不能 与...结合使用 相对论效果,所以我们需要禁用它们:

在主面板中,选择 相对→没有

现在我们想激活qtaij分析以找到关键点和绑定路径。要找到此选项所在的位置,请搜索它:

激活搜索框  搜索 (cmd/ctrl-F)
在搜索框中输入'criti'
点击第一次命中:'qtaim'
(或者,点击 属性→qtaim. )

AmsInput将切换到显示您正在寻找的选项的面板(计算目标关键点和路径)。匹配的输入选项将用蓝色斜体文本标记。请注意,输入选项搜索将限制搜索属于当前方法的面板(ADF,BAND,DFTB,...)

勾选 执行qtaim分析 check-box
设定 分析水平 满的 (除了关键点和路径之外,还获取原子属性,盆地和其他描述符)
../_images/qtaim_options.png

现在我们已准备好运行计算。

要运行计算: 文件→运行

将弹出一个对话框,您必须指定用于为您的作业使用的文件名,例如“在”:

输入“AT”作为文件名,按“保存”按钮

击中“保存”按钮后,计算将启动。您将获得一个新的Amsjobs窗口,允许您管理作业并跟踪其状态(例如,排队或正在运行)。对于运行工作,将有两行显示进度。要获取更多信息,您可以在新窗口中显示日志文件:

点击显示进度的两行

根据您的计算机,计算最多几分钟后应该准备好。

完成计算后,使用AMSView以可视化结果。可视化关键点和债券路径:

在AMSview中,单击 属性→qtaim(拓扑)
../_images/qtaim_view_paths.png.

示出了关键点和粘合路径(分子球和棍棒表示是隐藏的)。不同类型的关键点(原子CP,键CP,环CP和笼CP)由不同的颜色表示。默认情况下,粘合路径通过密度着色。 您可以通过单击“沿键合”路径来获取有关CP或点的额外信息。

我们现在将添加一个剪切平面,显示电子密度:

点击 字段→网格→中
点击 添加→裁员:轮廓
在AMSView底部的栏中,单击 选择字段→密度→密度SCF
将15到30的轮廓线的数量更改为
../_images/qtaim_paths_ans_contour.png

这结束了Qtaim教程。要关闭其所有窗口:

SCM→戒烟

苯Qtaim收费分析和NBOS

开始AmsInput.
制作苯分子(例如通过CMD / CTRL-F搜索它)
在主面板集中 冷冻核心→无相对→没有

面板栏 属性→qtaim.
检查“执行qtaim分析”选项
设定 分析水平 延长

面板栏 属性→本地化轨道,NBO
检查“执行NBO分析”选项
要求男孩 - 培养本地化轨道

运行此设置(文件→运行 )

完成计算时(它应该非常快),我们使用AMSView来检查Qtaim收费并与Mulliken收费进行比较:

使用AMSView打开结果
显示qtaim原子收费(属性→atom信息→qtaim充电→显示)
通过qtaim收费颜色原子(属性→Color Atoms By→Qtaim费用)
显示mulliken费用(属性→atom信息→mulliken充电→显示)
../_images/t10_bader.png.

接下来我们检查NBOS和 男孩福斯特 局部轨道。要删除充电显示,我们关闭并打开AMSView,但您也可以使用“视图”菜单手头删除它们:

关闭Amsview.
使用AMSView再次打开结果
用阶段添加一个异位面
使用新的控制线中的字段菜单,
并观察NBOS和NLMOS存在的标签
打开类似于BD CN - HN的NBO-HN
通过使用改善网格 字段→网格→精细
../_images/t10_nbo.png.

显然,您还可以可视化NLMOS或Boys-Foster本地化轨道(在“字段”菜单中刚刚称为本地化轨道。

使用浓缩概念DFT描述符合理化典型的SN2反应

可以使用浓缩(Qtaim Basins)概念DFT描述符(如福利函数)分析反应物或关键中间体的化学反应性 或双描述符。我们强烈建议使用双描述符,这一目了然地给出了反应性行为的更完整描述。 所有以下计算都是基于使用Koopmans近似的前沿分子轨道(FMOS),这提出了优势(快速计算) 和缺点(特别是如果FMOS是退化的或准退化的)。

基于有限差异线性(FDL)近似的替代方式可在ADF中获得: 福井函数和双描述符. FDL近似提供了更严格的方法, 但它需要三个计算(具有n电子(参考)的系统,n +δ电子和n-δ电子(0<δ<= 1))并显示其他缺点。 例如,向参考系统添加一个电子可能导致不经常符号的SCF程序,或者相应的旋转状态可能是不吸收的。 此外,一些模糊性仍然是关于添加或移除电子时应使用原子盆(放松或不舒缩)的歧枝。

开始AmsInput.
绘制N,N-二甲基丁胺分子(亲核官)
点击预先优化结构 preoptimtool.

选择几何优化任务

面板栏 属性→概念DFT
检查“概念性DFT”选项
将“分析级别”选项设置为扩展
../_images/t10.5_reactivityOptions.png.
运行此设置: 文件→运行 ,使用“核解官”作为作业的文件名
等到它已准备就绪,请单击“否”,当被要求更新AMSInput中的坐标时

在优化过程结束时,将计算所有Q值属性。

开始AMSView: SCM→查看

显示浓缩(Qtaim原子盆地)'Fukui Fminus功能'指数,其表征原子地点的亲核性:

属性→atom信息→fukui-(fmo)→显示
属性→Color Atoms By→Fukui-(FMO)
属性→atom信息→名称→显示
../_images/t10.5_fukui.png

在这张照片上,我们清楚地看到氮遗址是最亲核的。为了一目了然地获得更完整的图片, 我们可以使用Koopmans'定理对应的双描述符(DD)的浓缩值来可视化对应于FMOS电子密度之间的差异。

为此,首先隐藏上一个值并显示浓缩的DD值:

属性→Atom信息→Fukui-(FMO)→隐藏
属性→Atom信息→双(FMO)→显示
属性→Color Atoms→双(FMO)
../_images/t10.5_koopmansdd.png.

正值对应于亲电性是主要的原子位点,而负值对应于亲核的原子位点 是主要的(再次,氮原子是高亲核的)。

在一个新的输入窗口中,现在制备苄基氯(电泳剂):

SCM→新输入
通过将以下坐标复制并粘贴在AMSInput分子绘图区域中来制备苄基氯化苄基:
C      -0.70294970       0.03823073       0.00000000
C      -0.02771734      -1.20050280       0.00000000
C       1.37040750      -1.24326069       0.00000000
C       2.10941268      -0.05859271      -0.00000000
C       1.45241936       1.17312771      -0.00000000
C       0.05527963       1.22223527      -0.00000000
C      -2.21056076       0.15917615      -0.00000000
Cl     -2.96962094       0.22007043       1.61845248
H      -0.56397603      -2.13845972       0.00000000
H       1.88164983      -2.19732981       0.00000000
H       3.19110656      -0.09523365      -0.00000000
H       2.02573037       2.09116490      -0.00000000
H      -0.43823632       2.18658642      -0.00000000
H      -2.49816320       1.08415158      -0.54318756
H      -2.64194499      -0.70811986      -0.54318753
点击预先优化结构 preoptimtool.

选择几何优化任务

面板栏 属性→概念DFT
检查“概念性DFT”选项
将“分析级别”选项设置为扩展

运行此设置: 文件→运行 ,使用''电子手机'作为作业的文件名
等到它已准备就绪,请单击“否”,当被要求更新AMSInput中的坐标时

在优化过程结束时,将计算所有Q值属性。

开始AMSView: SCM→查看

显示浓缩(Qtaim原子盆地)'Fukui +(FMO)功能'值,其表征原子地点的亲电:

属性→atom信息→fukui +(fmo)→显示
属性→Color Atoms by→Fukui +(FMO)
属性→atom信息→名称→显示
../_images/t10.5_fukuifplus.png.

在这张照片上,两个碳点(C(4)和C(7))具有类似的Fukui +索引。此外,由于氯具有强烈的亲电特性 沿C-CL键合的价壳外部外部中的Sigma孔的存在性。 因此,难以毫不含糊地确定该分子的唯一Qtaim浓缩的福禄+值。 在这种情况下,双描述符非常有用,提供平衡图片,因为它允许评估每个原子位点处的主要反应性行为。

为此,首先隐藏上一个值并显示浓缩的DD值:

属性→Atom信息→Fukui +(FMO)→隐藏
属性→Atom信息→双(FMO)→显示
属性→Color Atoms→双(FMO)
../_images/t10.5_koopmans2.png

如已经提到的,阳性值对应于电泳是主要的原子位点, 虽然负值对应于亲核是主要的原子位点。

在这张照片中,我们清楚地看出,如预期的化学直觉,C(7)高度电泳(与其他碳原子相比)。 因此,该位点在与N,N-二甲基丁胺分子的SN2反应期间进行亲核攻击, 导致形成季铵盐。

此外,我们还可以观察到氯原子主要是虽然存在亲电子的Sigma孔,但氯原子主要是亲核部位(由于其唯一的对)。

SCM→退出所有