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势能面扫描PES

本文使用AMS2020.101完成。

以两个例子进行说明:(1)乙醇中羟基的拉伸;(2)乙醇中羟基的转动。

乙醇中羟基的拉伸

参数设置

Preset选择任务类型为PES Scan,并选择合适的基组和泛函。点击窗口底部的★符号,程序计算的时候,才能自动识别点群。参数的设置,可以参考ADF参数设置详解

选中要扫描的键长,本例中为拉伸羟基与乙基的距离,因此如下图所示,按住shift键,选择C和O,然后在Model > Geometry Constraints and Scan中点击对应的+,表示要扫描C和O原子之间的距离。之后设置具体的扫描范围。其中起始值为当前值。并设置扫描多少个点,本例中为10个点。并且扫描的参数也可以不止一个,可以多个同步扫描。

保存任务并计算。

结果查看

SCM > Movie > Graph可以看到整个拉伸过程,能量的变化(默认会显示能量、梯度、梯度均值的变化曲线,可以点击菜单Graph - delete Graph,删除该曲线,然后Graph - Energy,只显示能量的变化曲线):

注意,我们虽然扫描10个点,但每个点,结构如何?程序需要进行能量最小化才知道,也就是限制键长为设定的10个渐变数值,然后优化其它原子的位置,使得能量达到最低、最稳定的结构。

View > Accepted Geometries Only,这样只显示收敛的结构,也就是实际拉伸过程,得到的10个结构,当然对应的能量也在右边显示出来了:

之后选中C和O,Graph>Distance,Angle,Dihedral,之后点击Graph>Curve on X Axes,这样就显示能量随键长的变化:

Graph>Save as XY可以保存能量与键长的函数曲线xy坐标值。

乙醇中羟基的转动

参数设置与上面类似,不过这里我们希望转动-OH,因此实际上是扫描H-O-C-C的二面角。因为在ADFinput中,依次选中这4个原子,设置二面角的变化范围:

其它与上面的操作完全一样。

其他限制条件

键长、键角、二面角、固定指定原子的坐标,这些条件可以灵活结合,混合运用。每一个扫描条件对应一个SC-n,可以通过Number of scan points for coordinate为这些扫描条件分别设置扫描的点的个数:

如此,则会形成4*5=20个扫描点,两个条件各自遍历。但如果多个扫描条件,都设置为相同的SC-n,则这些条件会同步变化。