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adf:homolumo

这是本文档旧的修订版!


如何计算HOMO、LUMO、离子势IP、亲和能EA

1,建模

导入优化好的分子(此处假定分子已经是优化好的结构,如果结构没有优化好,那么可以参考geoopt

打开ADFjobs窗口,SCM - New Input打开新的Input窗口(Linux系统如果有桌面,那么在命令行输入ADFinput即打开Input窗口),File - Import Coordinates 可以读取xyz、mol等格式的坐标。

2,参数设置

homo-lumo03.jpg

补充说明:

  • 详细参数说明,例如泛函、基组、相对论、自旋极化、电荷的选择,参考:parameters
  • 杂化泛函例如B3LYP计算HOMO、LUMO的值一般比GGA精确,但是注意B3LYP不适用于强关联体系、多金属中心体系;

3,运行计算

homo-lumo04.jpg

提交作业,可以如上图所示,在Input窗口,File - Run提交,也可以在ADFjobs窗口,点击该行(该行变成灰色)选中该任务,然后菜单栏Job - Run提交。ADFjobs窗口,右边的齿轮表示正在运行

homo-lumo05.jpg

如果要杀死任务,可以选中该任务,然后Job - Kill。运行完毕后,右侧的标志从齿轮变成了实心球:

homo-lumo06.jpg

4,查看HOMO、LUMO

可以在Input窗口,SCM - levels,或者在ADFjobs窗口,选中该任务,SCM - levels,从而打开该任务的结果的能级图:

homo-lumo07.jpg

第二列的能级是分子的能级,第一列,以及后面所有列,都是原子的能级,这个图反应分子轨道与原子轨道的关系。其中红色或者蓝色的线,表示分子轨道与原子轨道的对应关系,线越粗,表示该原子轨道对分子轨道的贡献越大。

homo-lumo08.jpg

鼠标停留在分子轨道的时候,可以定量的显示贡献的百分比。蓝线表示形成杂化形成分子轨道、共价键。

homo-lumo09.jpg

注意,这个能量单位是Hatree,1Hartree=27.2113845eV

查看轨道空间分布:右键点击感兴趣的能级,选取轨道的序号,

homo-lumo13.jpg

弹出View窗口,显示轨道的空间分布:

homo-lumo14.jpg

下拉窗口的下边界,显示出轨道显示的详细设置,选择Show details:

homo-lumo15.jpg

将默认的100改为40,这是关于透明度的设置,100表示不透明,数值越小越透明:

homo-lumo18.jpg

如果要看所有能量的情况,可以打开out文件查看文本内容:ADFjobs窗口选中该任务,或者level、Input、View、窗口均可(各个窗口实际上是自动根据任务而关联起来的),SCM - Output - Properties - Orbital Energies all Irreps,显示所有分子的所有能级:

 HOMO :        1 PI.g             -0.38340490585301E+00
 LUMO :        2 PI.u              0.16788680856711E-01
  


 Orbital Energies, all Irreps
 ========================================

 Irrep        no.  (spin)   Occup              E (au)                E (eV)
 ---------------------------------------------------------------------------
 SIGMA.u       1             2.00       -0.19221456734864E+02      -523.0425
 SIGMA.g       1             2.00       -0.19221448557672E+02      -523.0422
 SIGMA.g       2             2.00       -0.10379882248430E+02      -282.4510
 SIGMA.g       3             2.00       -0.11724261880376E+01       -31.9033
 SIGMA.u       2             2.00       -0.11320813233100E+01       -30.8055
 SIGMA.g       4             2.00       -0.57527460452052E+00       -15.6540
 SIGMA.u       3             2.00       -0.53171931259886E+00       -14.4688
 PI.u          1             4.00       -0.52463941496627E+00       -14.2762
 PI.g          1             4.00       -0.38340490585301E+00       -10.4330
 PI.u          2             0.00        0.16788680856711E-01         0.4568
 SIGMA.g       5             0.00        0.54073688941536E-01         1.4714
 SIGMA.u       4             0.00        0.14912391239612E+00         4.0579
 PI.u          3             0.00        0.14919287448829E+00         4.0597
 SIGMA.g       6             0.00        0.34179613930961E+00         9.3007
 PI.g          2             0.00        0.45433200122225E+00        12.3630
 SIGMA.g       7             0.00        0.46643364198318E+00        12.6923
 SIGMA.u       5             0.00        0.48698831822596E+00        13.2516
 PI.u          4             0.00        0.66294420044741E+00        18.0396
 DELTA.g       1             0.00        0.87338992915388E+00        23.7661
 SIGMA.u       6             0.00        0.91361491437553E+00        24.8607
 PI.g          3             0.00        0.11056269392172E+01        30.0856
 DELTA.u       1             0.00        0.11372440649121E+01        30.9460
 SIGMA.u       7             0.00        0.14591842260476E+01        39.7064
 SIGMA.g       8             0.00        0.15095371546975E+01        41.0766
 PI.u          5             0.00        0.17107528424505E+01        46.5520
 DELTA.g       2             0.00        0.17296924532029E+01        47.0673
 SIGMA.g       9             0.00        0.21473825496719E+01        58.4333
 PI.u          6             0.00        0.23768201813944E+01        64.6766
 SIGMA.u       8             0.00        0.23882601442356E+01        64.9879
 PI.g          4             0.00        0.27309552208012E+01        74.3131
 SIGMA.g      10             0.00        0.29220513715690E+01        79.5131
 SIGMA.u       9             0.00        0.35875644510864E+01        97.6226
 PI.u          7             0.00        0.45717948049858E+01       124.4049
 PI.g          5             0.00        0.46086261211639E+01       125.4071
 SIGMA.g      11             0.00        0.50232698743599E+01       136.6901
 SIGMA.u      10             0.00        0.70389721015058E+01       191.5402
 SIGMA.g      12             0.00        0.87447280839780E+01       237.9562
 SIGMA.u      11             0.00        0.15416003867192E+02       419.4908
 SIGMA.g      13             0.00        0.15780480289142E+02       429.4087
 SIGMA.g      14             0.00        0.54980526766762E+02      1496.0963
 SIGMA.u      12             0.00        0.12871833766309E+03      3502.6042
 SIGMA.g      15             0.00        0.12996513280560E+03      3536.5312

上述数据显示

  • HOMO为-0.3834 Hartree,LUMO为0.16788680856711E-01 Hartree也就是0.0168 Hartree。对应的eV:-10.4330 eV、0.4568 eV
  • 上述数据第一列编号例如SIGMA.g,被称作不可约表示,是代表分子轨道的对称性的,具体含义参考:分子对称性、点群与不可约表示、轨道对称性的通俗理解
  • 第二列是轨道的序号,不同的不可约表示,各自使用自己的编号
  • 第三列数据是该能级的电子占据数,PI.g有一个轨道占据数为4,是因为该能级是二重简并的,因此可以占据四个电子
  • 第四列数据是能级能量值,单位为Hartree
  • 第五列数据为能级能量值,单位为eV

HOMO的能量对应的是IP(离子势),LUMO的能量对应的是EA(电子亲和能)

adf/homolumo.1575464751.txt.gz · 最后更改: 2019/12/04 21:05 由 liu.jun

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