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标题: Gaussian分子优化时可以加压力吗 [打印本页]

作者
Author: wqm 时间: 2025-5-18 10:19
标题: Gaussian分子优化时可以加压力吗
我想请教一下，用Gaussian进行分子优化时，可以加压力吗，我想在优化的过程中模拟那个压力的环境，需要在命令行输入什么命令才能加压力呢

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2025-5-18 10:24
如果分子是在固态晶体等凝聚相中出现，应当对周期性的晶体结构用第一性原理软件做变胞优化来体现压强，而不能只按孤立体系算单个分子。看http://sobereva.com/423。

作者
Author: wqm 时间: 2025-5-18 15:29

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-5-18 10:24
如果分子是在固态晶体等凝聚相中出现，应当对周期性的晶体结构用第一性原理软件做变胞优化来体现压强，而不 ...

那不是晶体，就是一个单独的分子，是不是就不能对其进行加压处理？

作者
Author: archer 时间: 2025-5-18 16:53
如果要在两个原子间施加压力，可以用ase.constraints.ExternalForce调用Gaussian进行计算。

作者
Author: logzzz 时间: 2025-5-18 17:02
有一个等效处理的方法，是用能计算周期性体系的软件进行，高压下的结构优化，然后用QM/MM，进行近似模拟。

作者
Author: wal 时间: 2025-5-18 17:12
对单个分子加压没啥用吧。出自http://sobereva.com/423

作者
Author: wzkchem5 时间: 2025-5-18 20:35

wal 发表于 2025-5-18 17:12
对单个分子加压没啥用吧。出自http://sobereva.com/423

对气相里的单个分子，加压确实没用，因为早在压力大到影响化学行为之前，体系已经不是气体了。
对液相里的单个分子，是可以加压的。溶剂既可以显式描述，又可以隐式描述；显式描述时又可以分为周期性边界条件给晶胞加压（CP2K等的做法），以及孤立体系用限制势加压（ORCA等的做法）；隐式描述（即采用隐式溶剂模型）时也有办法考虑压力的影响，我忘了方法名字叫什么了

作者
Author: wal 时间: 2025-5-18 21:18

wzkchem5 发表于 2025-5-18 20:35
对气相里的单个分子，加压确实没用，因为早在压力大到影响化学行为之前，体系已经不是气体了。
对液相里 ...

哎？隐式溶剂也能考虑压力吗？学到了

作者
Author: wzkchem5 时间: 2025-5-18 21:58

wal 发表于 2025-5-18 21:18
哎？隐式溶剂也能考虑压力吗？学到了

找到ORCA论坛上有人提到了：
Several methods for studying molecules using standard "static" QC methods have been developed recently. Some examples are XP-PCM (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jcc.24206), X-HCFF (https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0024671
), and GOSTSHYP (https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jctc.0c01212).

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2025-5-18 22:28

wzkchem5 发表于 2025-5-18 21:58
找到ORCA论坛上有人提到了：
Several methods for studying molecules using standard "static" QC meth ...

想起来了，前段时间我还在423博文的评论区提到过这回事来着，不过社长没回应（）
这类方法是不是都能粗略理解为，为了让外压力（压强）直接体现在单点的电子结构上，给薛定谔方程的势能算符里添加外势能或者外力对应的项？感觉还是比较高端小众，尚未推广到能在通行Gaussian版本里加一个关键词就能用的地步，不太适合新手折腾。

作者
Author: wzkchem5 时间: 2025-5-18 22:41

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-5-18 22:28
想起来了，前段时间我还在423博文的评论区提到过这回事来着，不过社长没回应（）
这类方法是不是都能粗 ...

对，主要是较少有人需要研究压力如此大的体系

作者
Author: sobereva 时间: 2025-5-18 23:25

wqm 发表于 2025-5-18 15:29
那不是晶体，就是一个单独的分子，是不是就不能对其进行加压处理？

问这个问题的时候先要明确你所谓的压力是哪来的
如果是研究诸如高压气体，压力对优化的分子结构（势能面极小点）没有直接影响，顶多是做相应条件下的分子动力学模拟，然后分析轨迹考察构象分布情况，在这个层面压力可能会对分子结构产生影响（影响分子间碰撞频率、以及分子间相互作用）

而溶剂环境下溶剂对溶质分子产生的压力，隐式溶剂模型可以描述，北京科音中级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/KBQC）里讲溶剂模型部分的幻灯片说了：
(, 下载次数 Times of downloads: 41)

作者
Author: archer 时间: 2025-5-19 13:28

wzkchem5 发表于 2025-5-18 20:35
对气相里的单个分子，加压确实没用，因为早在压力大到影响化学行为之前，体系已经不是气体了。
对液相里 ...

加压可以用来模拟AFM或者光镊,Q-Chem里面有关键词可以原子间加一个力

作者
Author: 673978960 时间: 2025-6-29 14:52

sobereva 发表于 2025-5-18 23:25
问这个问题的时候先要明确你所谓的压力是哪来的
如果是研究诸如高压气体，压力对优化的分子结构（势能面 ...

社长您好，我的研究方向主要是高压下的化学反应，请问在量子化学中级培训班中会详细讲解XP-PCM的使用方法吗。

作者
Author: sobereva 时间: 2025-6-30 00:12

673978960 发表于 2025-6-29 14:52
社长您好，我的研究方向主要是高压下的化学反应，请问在量子化学中级培训班中会详细讲解XP-PCM的使用方法 ...

会做介绍，但不是主要讲的，Gaussian并不支持此方法
Gaussian能实现的范畴内可以实现的是柔性扫描方式把体系压紧实现高压，培训里会讲。
实际上只要先把Gaussian精通了，为了用GOSTSHYP功能（和XP-PCM类似）而改用Q-Chem程序是很容易的事
但XP-PCM之类基于隐式溶剂模型的加压方法局限性很大，也很有可能你实际需要的是用CP2K直接模拟凝聚相体系在高压下的情况，这在北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）里会详细讲。

顺带给出一个去年的XP-PCM和GOSTSHYP方法的综述：WIREs Comput Mol Sci., 14, e1708 (2024)

作者
Author: 673978960 时间: 2025-6-30 08:32

sobereva 发表于 2025-6-30 00:12
会做介绍，但不是主要讲的，Gaussian并不支持此方法
Gaussian能实现的范畴内可以实现的是柔性扫描方式把 ...

受益匪浅，十分感谢社长的耐心解答。

欢迎光临计算化学公社 (http://ccc.keinsci.com/)