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adf:cosmo2020

COSMO、SCRF溶剂化的计算

本文使用AMS2020.101进行说明。

在使用的时候,例如结构优化、光谱计算、过渡态计算等等,只需要在原先不考虑溶剂化的基础上,增加如下所示的设置即可。但需要注意SCRF方法本身有一个自洽迭代的过程,目前SCRF仅能用于单点计算。COSMO与SCRF是ADF的两种设置最简单的溶剂化,也是最常用的溶剂化方法。

COSMO溶剂化设置:如上图所示,选好溶剂化理论以及溶剂即可。其中Solvent epsilon和Solvent radius不需要设置——除非在溶剂列表中没有该溶剂。

SCRF溶剂化设置:选择溶剂的时候,需要先选择COSMO溶剂化模型,选择好溶剂之后,再切换到SCRF模型,同时Default radii为Noodelman:

溶剂化自由能

COSMO的溶剂化能,参考:DFT计算溶剂化自由能(Free Energy of Solvation)

SCRF的溶剂化能,在out文件的尾部,搜“Summary of SCRF Run”可以搜到,溶剂化能的详细信息,例如:

                    Summary of SCRF Run 
 
 
              Final Results  (Energy in kcal/mol) 
 Cycle    ETS      EsolRE   corrE   nuclRE     EsolPE     nuclPE      Total
 ------------------------------------------------------------------------------
  0    -320.66     -49.37  -0.03      43.50       0.00       0.00    -326.5666
  1    -319.61     -61.50  -0.04      53.07       0.00       0.00    -328.0782
  2    -319.11     -64.16  -0.04      55.12       0.00       0.00    -328.1887
  3    -318.99     -64.71  -0.04      55.55       0.00       0.00    -328.2010
  4    -318.96     -64.85  -0.04      55.65       0.00       0.00    -328.2036
 
                   ANALYSIS (Energy in kcal/mol)
 Cycle   Cost     Gainr     GainP      Gain       Net    EleDip
 --------------------------------------------------------------
  0      0.00     -5.90      0.00     -5.90    -5.902    1.7024
  1      1.05     -8.47      0.00     -8.47    -7.414    2.0902
  2      1.56     -9.08      0.00     -9.08    -7.525    2.1735
  3      1.67     -9.21      0.00     -9.21    -7.537    2.1908
  4      1.70     -9.24      0.00     -9.24    -7.539    2.1949
 
                            Conclusion 
    EprotEl     EprotPOL    EreactEl    EreactPOL   Estrain     Net   
 ------------------------------------------------------------------
      0.00       0.00      -5.90      -3.34       1.70      -7.54 kcal/mol
     0.000      0.000     -0.256     -0.145      0.074     -0.327 eV

注意

各项含义:

  • ETS: 受到溶剂影响后,气相分子的bond energy能量
  • EsolRE:1/2(真实电子密度*反应场),在全空间的积分
  • correE:1/2(真实电子密度-拟合电子密度)*反应场,在全空间的积分
  • nuclRE:1/2(有效原子核电荷*反应场),求和
  • EsolPE:1/2(真实电子密度*蛋白质场)在全空间积分
  • nuclPE:1/2(有效原子核电荷*蛋白质场),求和
  • Cost=Estrain=ETSi - ETS0
  • GainRi = EsolREi + nuclREi + correEi
  • GainPi = EsolPEi + nuclPEi
  • Gaini = GainRi + GainPi
  • Neti = Gaini + costi
  • EleDipi:ADF计算得到的偶极矩(单位Debye)
  • Totali = Neti + ETSi即Bond energy与净的溶剂化能之和

另外通过COSMO-RS也能够计算溶剂化能:COSMO-RS计算溶剂化自由能

adf/cosmo2020.txt · 最后更改: 2024/02/22 16:01 由 liu.jun

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