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atk:水分子lumo轨道可视化 [2018/07/16 22:19] – [计算 LUMO 轨道] xie.congwei | atk:水分子lumo轨道可视化 [2018/09/10 09:29] (当前版本) – [计算 LUMO 轨道] xie.congwei |
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====== 水分子的 LUMO 轨道可视化 ====== | ====== 水分子的 LUMO 轨道可视化 ====== |
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在本教程中,您将学习如何可视化分子轨道。以水分子为例,您将可视化其 LUMO 轨道。具体来说,您将: | 在本教程中,您将学习如何可视化分子轨道。以水分子为例,您将可视化其 LUMO 轨道。具体步骤是: |
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* 构建分子。 | * 构建分子。 |
* 估算在 DFT 水平上的单点计算。 | * 估算在 DFT 水平上的单点计算。 |
* 获得分子生成能谱并可视化 LUMO 轨道。 | * 获得分子生成能谱并可视化 LUMO 轨道。 |
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| <WRAP center info 100%> |
| === 提示 === |
| **本教程使用特定版本的QuantumATK创建,因此涉及的截图和脚本参数可能与您实际使用的版本略有区别,请在学习时务必注意。** |
| </WRAP> |
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===== 构建分子 ===== | ===== 构建分子 ===== |
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1. 打开 **QuantumATK**,点击 **Create New** 创建新项目。填写项目 //Title// (此处为:“Water_LUMO”),选择存储数据的文件夹,然后依次点击 **OK** 和 **Open** 开启项目。 | 1. 打开 **QuantumATK**,点击 **Create New** 创建新项目。填写项目 //Title// (此处为:“Water_LUMO”),选择存储数据的文件夹,然后依次点击 **OK** 和 **Open** 打开项目。 |
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{{ :atk:1-create_new-20190716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:1-create_new-20190716.png?direct&700 |}} |
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{{ :atk:115_20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:115_20180716.png?direct&700 |}} |
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2. 在 **QuantumATK** 的主窗口,点击 {{:atk:builder.png?direct&25|}} 按钮打开 **Builder**。 | 2. 在 **QuantumATK** 的主窗口,点击 {{:atk:builder.png?direct&25|}} 按钮打开 **Builder**。 |
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{{ :atk:main_window-20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:main_window-20180716.png?direct&900 |}} |
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3. 在 **Stash** 区域,点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} New Configuration。一个氢原子将出现在 **Stash** 区和 **Builder** 的预览窗口。 | 3. 在 **Stash** 区域,点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} New Configuration。一个氢原子将出现在 **Stash** 区和 **Builder** 的预览窗口。 |
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{{ :atk:213-20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:213-20180716.png?direct&800 |}} |
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4. 点击 Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Translate。勾选 **Copy** 选项,将 Z 值增加到 1 Å,点击 **Apply** 按钮 2 次用以再添加 2 个氢原子。 | 4. 点击 Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Translate。勾选 **Copy** 选项,将 Z 值增加到 1 Å,点击 **Apply** 按钮 2 次用以再添加 2 个氢原子。 |
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{{ :atk:35-20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:35-20180716.png?direct&800 |}} |
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5. 转到预览窗口,按下 ''Ctrl'' + ''R'' 组合键使视图居中,选中位于中间位置的原子,利用工具栏的 {{:atk:modifyelement02.png?25|}} **Modify Element** 工具将其替换为氧原子。 | 5. 转到预览窗口,按下 ''Ctrl'' + ''R'' 组合键使视图居中,选中位于中间的原子,利用工具栏的 {{:atk:modifyelement02.png?25|}} **Modify Element** 工具将其替换为氧原子。 |
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{{ :atk:44-20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:44-20180716.png?direct&800 |}} |
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6. 在按住键盘上 ''Ctrl'' 键的同时单击鼠标左键选中所有原子,选择 Coordinate {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Z-matrix设置如下图所显示的距离和角度(H-O 距离为 0.972278 Å,H-O-H 角度为 102.75°) | 6. 在按住键盘上 ''Ctrl'' 键的同时单击鼠标左键选中所有原子,选择 Coordinate {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Z-matrix设置如下图所显示的距离和角度(H-O 距离为 0.972278 Å,H-O-H 角度为 102.75°) |
{{ :atk:54-20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:54-20180716.png?direct&600 |}} |
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{{ :atk:64_20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:64_20180716.png?direct&800 |}} |
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您现在已经完全地从零开始创建了水分子! | 您现在已经从无到有的创建了水分子! |
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<WRAP center important 100%> | <WRAP center important 100%> |
=== 注意 === | === 注意 === |
当然完全没有必要每次都从头开始创建结构。除此之外,您还可以从 {{:atk:database.png?25|}} **Database** 导入构型。 | 当然完全没有必要每次都从头开始创建结构。除此之外,您还可以从 {{:atk:database.png?25|}} **Database** 导入结构。 |
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* 在 **Stash** 区,选择 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} From Database。 | * 在 **Stash** 区,选择 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} From Database。 |
1. 在 **Builder**,点击最右下角的 {{:atk:sendto.png?direct&20|}},选择 **Script Generator**。 | 1. 在 **Builder**,点击最右下角的 {{:atk:sendto.png?direct&20|}},选择 **Script Generator**。 |
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{{ :atk:6_send_to-20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:6_send_to-20180716.png?direct&800 |}} |
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2.在 {{:atk:script_generator.png?direct&25|}} **Scripter**,双击屏幕左侧模块栏的按钮添加如下图所示的模块。 | 2. 在 {{:atk:script_generator.png?direct&25|}} **Scripter**,双击屏幕左侧模块栏的按钮添加如下图所示的模块。 |
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* {{:atk:calculator.png?direct&25|}} New Calculator。 | * {{:atk:calculator.png?direct&25|}} New Calculator。 |
* {{:atk:analysis.png?direct&25|}} Analysis {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Eigenstate。 | * {{:atk:analysis.png?direct&25|}} Analysis {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Eigenstate。 |
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{{ :atk:antes_script_icons-20180716.png?direct&600 |}} | {{ :atk:antes_script_icons-20180716.png?direct&800 |}} |
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| {{ :atk:despues_script_icons-20180716.png?direct&800 |}} |
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| 3. 转到 **Global IO**,利用 {{:atk:global_IO_button1.png?25|}} 按钮给您的输出结果设置一个合适的存储位置和 NetCDF 文件名称。本例中,保存文件为 ''Water_LUMO.nc''。 |
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| {{ :atk:name_global_io-20180716.png?direct&800 |}} |
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| 4. 现在,双击 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **Eigenstate** 模块并编辑: |
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| 由于水有8个价电子(每个氢有一个,氧有六个;两个 1s 电子是QuantumATK中伪代码的一部分),将有4个占有态,每个都由于自旋无关的计算而双重简并。因此,设置 LUMO 轨道的量子数为 4。 |
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| {{ :atk:84-20180716.png?direct&400 |}} |
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| 5. 为了运行计算,使用 {{:atk:sendto.png?direct&20|}} **Send to** 按钮将脚本发送到 {{:atk:job_manager.png?direct&25|}} **Job Manager**。然后在随即出现的窗口中保存脚本。 |
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| {{ :atk:94-20180716.png?direct&600 |}} |
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| 6. 当 **Job Manager** 打开时,点击 {{:atk:arrow.png?direct&5|}} 运行脚本。 |
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| {{ :atk:103-20180716.png?direct&800 |}} |
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| 7. 运行脚本完成后(大约需要一分钟左右),转至 **QuantumATK** 主窗口中的 **LabFloor**,单击 NetCDF 文件的 {{:atk:tab.png?25|}} tab 显示其中包含的对象。 |
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| {{ :atk:116-20180716.png?direct&800 |}} |
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| 8. 同时选中存储在 NetCDF 文件中的** Eigenstate** 和 **MolecularConfiguration**(按住 ''Ctrl'' 键的同时单击鼠标左键),然后将它们拖放到 {{:co:viewer.png?direct&25|}} **Viewer**上,立即就会显示相应的图像。 |
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| {{ :atk:to_the_viewer-20180716.png?direct&800 |}} |
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| {{ :atk:124-20180716.png?direct&800 |}} |
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| 9. 点击 **OK**,,接着再点击出现在下一个窗口中的 **OK**。 |
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| 10. 在 **Viewer**,点击 **Properties**。 |
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| {{ :atk:134-20180716.png?direct&800 |}} |
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| 11.得到如下所示的图片,按以下操作: |
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| * Scene Properties {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Scene,不勾选 //“Compass enabled”//。 |
| * Scene Properties {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Isosurface,设置 Isovalue 为 0.087。 |
| * Scene Properties {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Isosurface,设置 Rendering style 为 Lines。 |
| * Scene Properties {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Atoms,设置 atoms 和 bonds radious 分别为 0.25 和 0.05。 |
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| {{ :atk:scene_properties-20180716.png?direct&600 |}} |
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| {{ :atk:molec_configuration-20180716.png?direct&800 |}} |
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| <WRAP center todo 100%> |
| ===关注 === |
| 请注意 “$\pm$//isovalue//” 选项的使用。勾选时,它将把所有可用的等值范围分为两个同样大的区域,并以互补色绘制。 |
| </WRAP> |
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{{ :atk:despues_script_icons-20180716.png?direct&600 |}} | |
===== 参考 ===== | ===== 参考 ===== |
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| 英文原文:[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/water_lumo/water_lumo.html|https://docs.quantumwise.com/tutorials/water_lumo/water_lumo.html]] |