как построить молекулярную орбиталь?

вопросы строения молекул и квантовой химии
PTornado
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб дек 23, 2006 10:38 am

как построить молекулярную орбиталь?

Сообщение PTornado » Сб дек 23, 2006 11:08 am

Здравствуйте!
Я хочу построить молекулярную орбиталь, например HOMO для молекулы O2, из данных которые мне выдает гауссиан в своем output файле. При этом я не буду использовать никакие графические программы наподобе GaussView а хочу сделать это сам в маткаде.
У меня базис состоит из s-, p-, и d- типов орбиталей. При этом я использую чистые d-функции dz2-r2, dx2-y2, dxy, dxz, dyz.
Как строить s-типа базисные функции я знаю (в мануале гауссиана в разделе Gen это есть), с построением p-типа я разобрался, а вот для
d-типа не могу разобраться что означает 6D 0, 6D+1, 6D-1, 6D+2 и 6D-2.
То есть что они означают понятно, но как они входят в общее построение молекулярной орбитали? Вот в чем вопрос. Ясно что, например, 6D 0 это коэффициент при d-типа орбитали но с какой угловой частью (или z^2 или x^2-y^2).
Заранее спасибо всем кто откликнеться на мое сообщение.[/list]

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Re: как построить молекулярную орбиталь?

Сообщение Nord » Сб дек 23, 2006 12:18 pm

PTornado писал(а):d-типа не могу разобраться что означает 6D 0, 6D+1, 6D-1, 6D+2 и 6D-2.
То есть что они означают понятно, но как они входят в общее построение молекулярной орбитали? Вот в чем вопрос. Ясно что, например, 6D 0 это коэффициент при d-типа орбитали но с какой угловой частью (или z^2 или x^2-y^2).
Заранее спасибо всем кто откликнеться на мое сообщение.
Значения проекции орбитального момента. D0 - это функция вида 2z^2-x^2-y^2. Ее иногда называют просто "z^2"
А D+2 - линейная комбинация (x^2-y^2) и xy
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

PTornado
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб дек 23, 2006 10:38 am

Re: как построить молекулярную орбиталь?

Сообщение PTornado » Сб дек 23, 2006 1:44 pm

Спасибо Nord.
Но если применительно к двухядерной молекуле, то там вроде бы появляеться еще R1 и R2 (центры ядер, предположим что ось молекулы направлена вдоль оси Z и R1=-R2=R). Тогда угловая часть представиться в виде: 2z^2-x^2-y^2-4zR+2R. Это так? Ведь на самом деле вот в одной статье я встретил, что D0 - это угловая часть 3(z-R)^2-|r-R|^2. Но в мануале для гауссиана написано просто (z-R)^2-|r-R|^2 без 3 (хотя кажеться это ошибка ведь в этом случае бы просто было -x^2-y^2).
И еще одно, когда я записываю уже окончательно саму базисную функцию, то там не нужно учитывать разные нормализованные коэффициенты типа Nlm которые стоят перед гауссианами или гауссиан сам уже при расчете выдает контрактированные коэффициенты d учитывающие эти нормализованные коэффициенты.
Мне это нужно точно знать чтобы самостоятельно построить молекулярную орбиталь в маткаде.

Аватара пользователя
ИСН
Робин Гуд
Сообщения: 8535
Зарегистрирован: Пт окт 10, 2003 5:32 pm
Контактная информация:

Сообщение ИСН » Сб дек 23, 2006 4:45 pm

Орбиталь в маткаде? Оригинально.
Есть какая-то инструкция к гауссиану, по получении которой он изрыгает указанную ему МО в здоровенный файл, просто в виде трёхмерного массива значений.
Хотя и так, через коэффициенты, тоже можно, наверное.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Сб дек 23, 2006 4:50 pm

Ждем Rt19, он, кажется, это делал.

Я занимался сферическими гармониками, так что могу что-то сказать по их поводу.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

PTornado
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб дек 23, 2006 10:38 am

Сообщение PTornado » Сб дек 23, 2006 4:59 pm

Зачем? Какой массив?
Просто представить аналитически молекулярную орбиталь и построить ее.
Можно не только в маткад, но и в mathematica, mathlab.
У меня вопрос был просто в некоторых моментах как именно сделать это представление. Для s-типа орбитали это просто: d*exp(-a*r^2), где d-контрактированные константы, которые заложены в базисе,
а - экспоненты. P-типа орбиталь тоже проблем нет. А вот с d-типа есть небольшая проблема. В чем и был вопрос.
Ведь иногда нужно знать саму молекулярную орбиталь, квадрат ее модуля в пространстве и многое другое и это можно сделать только если представить эту орбиталь в аналитической форме. А где это будет в маткад или в другой программе это не вопрос.

PTornado
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб дек 23, 2006 10:38 am

Сообщение PTornado » Сб дек 23, 2006 5:24 pm

С предствлением молекулярной орбитали используя 6 функций dX2, dY2, dZ2, dXY, dXZ, dYZ проблем нет (при этом в гауссиане надо вставить опцию 6D). Просто беру и ставлю перед самой экспонентой X2, Y2, Z2, XY, XZ, YZ соответсвоенно. Вроде бы получилось. И то есть один непонятный момент. О котором скажу ниже.
А вот когда в гауссиане не ставим опцию 6D, то по умолчанию он использует 5D и в output файле появляються коэффициенты типа D0, D-1, D-2 и др. Сделал как говорил Nord (спасибо ему за это) вроде бы тоже получилась нормальная орбиталь. Но хотелось бы быть уверенным что это так. При этом есть проблема в том, что сравнить немогу результаты представляя функцию через 6D функций и через 5D функции, так как получаються разные результаты по энергиям орбиталей (EIGENVALUES) что очень непонятно. Ведь я ничего не менял кроме опции 6D b 5D. И сами орбитали получаються (кстати я строю PIG (Пи-жи) орбиталь для молекулы кислорода O2, ее самая верхняя оболочка HOMO) немного разные (по виду похожи но все равно заметна разница в значених пиков если представить в виде контурной карты). Почему получаються разные значени EIGENVALUES если я использую 5D или 6D опции? И еще один вопрос, нужно ли вставлять нормализованные коэффициенты Nlm (которые присутствуют переда гауссианами) при построении орбитали или не надо, а просто писать угловые части в виде xy, xx, xz, z^2,
3z^2-r^2 перед экспонентами и конечно контрактированые коэффициенты d (которые входят в базис) и то что стоит перед базисными функциями (то есть коэффициенты которые непосредстенно вычесляет сам гауссиан).

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Сб дек 23, 2006 5:31 pm

PTornado писал(а):С предствлением молекулярной орбитали используя 6 функций dX2, dY2, dZ2, dXY, dXZ, dYZ проблем нет (при этом в гауссиане надо вставить опцию 6D). Просто беру и ставлю перед самой экспонентой X2, Y2, Z2, XY, XZ, YZ соответсвоенно. Вроде бы получилось. И то есть один непонятный момент. О котором скажу ниже.
А вот когда в гауссиане не ставим опцию 6D, то по умолчанию он использует 5D и в output файле появляються коэффициенты типа D0, D-1, D-2 и др. Сделал как говорил Nord (спасибо ему за это) вроде бы тоже получилась нормальная орбиталь. Но хотелось бы быть уверенным что это так. При этом есть проблема в том, что сравнить немогу результаты представляя функцию через 6D функций и через 5D функции, так как получаються разные результаты по энергиям орбиталей (EIGENVALUES) что очень непонятно. Ведь я ничего не менял кроме опции 6D b 5D. И сами орбитали получаються (кстати я строю PIG (Пи-жи) орбиталь для молекулы кислорода O2, ее самая верхняя оболочка HOMO) немного разные (по виду похожи но все равно заметна разница в значених пиков если представить в виде контурной карты). Почему получаються разные значени EIGENVALUES если я использую 5D или 6D опции? И еще один вопрос, нужно ли вставлять нормализованные коэффициенты Nlm (которые присутствуют переда гауссианами) при построении орбитали или не надо, а просто писать угловые части в виде xy, xx, xz, z^2,
3z^2-r^2 перед экспонентами и конечно контрактированые коэффициенты d (которые входят в базис) и то что стоит перед базисными функциями (то есть коэффициенты которые непосредстенно вычесляет сам гауссиан).
Вообще говоря, неудивительно, что результаты отличаются. 6 декартовых компонент (x^2,y^2,z^2,xy,xz,yz) тензора второго ранга есть комбинация 5 компонент неприводимого тезнзора второго ранга и 1 компоненты тензора нулевого ранга. Иными словами комбинация x^2+y^2+z^2 - суть сферическая гармоника s-типа. Естественно, присутствие в d-орбиталях примеси s-орбиталей приводит к изменению их энергии.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Drg
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Пн дек 18, 2006 2:10 pm

Сообщение Drg » Пн дек 25, 2006 11:46 am

Можно вопрос. Как считается молекулярная орбиталь в MOLPRO
и Гауссиане? По коственным признакам и информации мне кажется,
что считается методом последовательных приближений, а тоесть:
Общая идеология - это МО как линейная комбинация атомных орбиталей
МО-ЛКАО. Используется это как нулевое приближение для метода
самосогласованного поля SCF в первом приближении теории возмущений.
Потом, вроде, используются поправки в высших порядках возмущения с помощью
метода самосогласованного поля в активном пространстве CASSCF (там
уже и ECP и диффузные и поляризационные функции учитываются).
При этом полученные на предыдущем шаге орбитали и волновые
функции используются как нулевое приближение.
Далее используется в MOLPRO некий метод MCSCF который уже
учитывает релятивистские эффекты, как я понял (мало инфы).

Прав ли я в своих предположениях выше?

Кто может скинуть статью:
H.-J. Werner and P. J. Knowles, J. Chem. Phys. 82, 5053 (1985).
Пожалуйста - очень надо.

Rt19
Сообщения: 217
Зарегистрирован: Вс апр 25, 2004 1:56 pm

Сообщение Rt19 » Вт янв 09, 2007 4:48 pm

2 автору темы
Непосредственно по теме тут уже все сказали.
\begin{Оффтоп}
Хотя орбиталь в маткаде - оригинально. Чем стандартные пакеты а-ля Molekel или Molden то не угодили.
\end{Оффтоп}
Хотя норму естественно вставлять надо - все базисные функции должны быть изначально отнормированы на единицу (кстати в d орбиталях в 6компонентом разложении это хорошо заметно - нормы орбиталей типа xy и x^2 отличаются на константу). Также затем нормируется конечное разложение МО (для чего нужно уметь считать 2х центровые интегралы), хотя в Gaussian'e, как и в нормальных других профессиональных пакетах выписываемые коэффициенты разложения отвечают норме (НО ПРИ УСЛОВИИ ТОГО, ЧТО АТОМНЫЕ БАЗИСНЫЕ ФУНКЦИИ УЖЕ НОРМИРОВАННЫ).

2 Drg
Немного не правы. Судя по вопросу, знаний у Вас не очень много, поэтому вместо запрашиваемой статьи я бы советовал сначала учебники. И обычно статьи просят в разделе форума "Обмен статьями ...". Кстати, запрашиваемую статью скачал и в exchange положил.

Искренне Ваш, Rt19.

PTornado
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб дек 23, 2006 10:38 am

Сообщение PTornado » Чт янв 25, 2007 11:23 am

Спасибо Rt19 я уже разобрался с нормировкой, все нормально, теперь МО нормируется на единицу. А чем не угодили пакеты про которые вы говорили, так это тем, что мне нужно именно аналитический вид МО, то есть в виде функции y(x,y,z). А в этих пакетах как я понял только можно посмотреть на форму этих орбиталей.

PTornado
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб дек 23, 2006 10:38 am

Сообщение PTornado » Пт янв 26, 2007 8:40 pm

Здравствуйте!
Еще по теме молекулярных орбиталей.
Кто знает можно ли с помощью каких-нибудь пакетов визуализации получить помимо изображения самой орбитали и ее численное значение в какой-нибудь выбранной точке. То есть задать координаты
x, y, z и получить значение волновой функции?
Спасибо.

Rt19
Сообщения: 217
Зарегистрирован: Вс апр 25, 2004 1:56 pm

Сообщение Rt19 » Ср фев 07, 2007 9:14 pm

Не знаю честно говоря где это реализовано, потому что сам никогда не пользовался. Но не понял, если есть аналитическая зависимость, то почему просто не сосчитать это значение?

Drg
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Пн дек 18, 2006 2:10 pm

Сообщение Drg » Пн фев 19, 2007 11:29 am

To Rt19
Хочу сказать спасибо за статью - скачал ее перед самым отъездом.
Вот сейчас вернулся и спешу высказать признательность :)

Если можно, я в "обмен статьями" выложу просьбу скинуть еще три
основополагающих статьи Werner -а с алгоритмами заложенными в MOLPRO -
надо срочно разбираться что к чему.

PTornado
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб дек 23, 2006 10:38 am

Сообщение PTornado » Пн фев 19, 2007 12:47 pm

Rt19 писал(а):Не знаю честно говоря где это реализовано, потому что сам никогда не пользовался. Но не понял, если есть аналитическая зависимость, то почему просто не сосчитать это значение?
To Rt19.
Аналитическая зависимость есть, просто хотел проверить, все ли правильно. В принципе уже вроде разобрался. Спасибо.

Окись Какодила
Сообщения: 25
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2007 5:58 am

Сообщение Окись Какодила » Ср фев 28, 2007 7:00 am

ИСН писал(а):Орбиталь в маткаде? Оригинально.
Есть какая-то инструкция к гауссиану, по получении которой он изрыгает указанную ему МО в здоровенный файл, просто в виде трёхмерного массива значений.
Хотя и так, через коэффициенты, тоже можно, наверное.
cubegen.exe
Результат потом не то только GaussView читает, но и другие программы, включая Chem 3D.

alexph
Сообщения: 7
Зарегистрирован: Ср ноя 18, 2009 10:30 pm

Re: как построить молекулярную орбиталь?

Сообщение alexph » Ср ноя 18, 2009 10:53 pm

Nord писал(а): Значения проекции орбитального момента. D0 - это функция вида 2z^2-x^2-y^2. Ее иногда называют просто "z^2"
А D+2 - линейная комбинация (x^2-y^2) и xy
Здравствуйте!
Прочел тему, но не могу понять Угловая часть функции D+2 будет (x^2-y^2)=С1*(Y_2,2 + Y_2,-2)
или xy=С2*(Y_2,2 - Y_2,-2)/
обе функции - смесь состояний с проекциями момента m=2 и m=-2 .

Или угловая часть функции D+2 будет Y_2,2 ,

или я совсем ничего не понял.

Заранее спасибо всем, кто ответит!

leos
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Вс ноя 29, 2009 9:40 pm

Re: как построить молекулярную орбиталь?

Сообщение leos » Вс ноя 29, 2009 9:48 pm

2 alexph:

D+2 - это x^2-y^2
D-2 - это xy

Y_2,2 и Y_2,-2 комплексные и с ними не считают;

alexph
Сообщения: 7
Зарегистрирован: Ср ноя 18, 2009 10:30 pm

Re: как построить молекулярную орбиталь?

Сообщение alexph » Вт дек 01, 2009 11:39 am

leos писал(а):2 alexph:

D+2 - это x^2-y^2
D-2 - это xy

Y_2,2 и Y_2,-2 комплексные и с ними не считают;
УРАААА!
Огромное Спасибо!

теперь все ясно D+1 - xz=C*(Y_2,1 + Y_2,-1)
D-1 - yz=C*(Y_2,1 - Y_2,-1)

...................................................................
G +3 - x^3*z= C*(Y_4,3 + Y_4,-3)

Osmiy
Сообщения: 28
Зарегистрирован: Сб май 31, 2008 9:04 pm

Re: как построить молекулярную орбиталь?

Сообщение Osmiy » Сб янв 16, 2010 2:04 am

Здравствуйте. Я тоже сталкнулся с проблемой 5d и 6d-функций.
Как я понял 5d-функции идут в Гауссиане в такой последовательности:
2zz-xx-yy, xx-yy, xy, xz, yz.

Можно ли сделать такое преобразование:

c1*d(2zz-xx-yy), c2*d(xx-yy), c3*d(xy), c4*d(xz), c5*(yz) ->

(c2-c1)*d(xx), -(c1+c2)*d(yy), 2c1*d(zz), c3*d(xy), c4*d(xz), c5*(yz),

и далее работать как с 6d-функциями?

Если можно, то как тогда нормировать примитивные функции?

Ответить

Вернуться в «квантовая химия и моделирование»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и 12 гостей