Gaussian: MP4 - ИК/КР частоты

вопросы строения молекул и квантовой химии
1177
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Пн июн 19, 2006 11:49 am

Gaussian: MP4 - ИК/КР частоты

Сообщение 1177 » Ср ноя 14, 2007 3:02 pm

Вопрос:
Можно ли предсказать ИК/КР частоты методом MP4? Если да, то как? Спасибо.

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Ср ноя 14, 2007 3:28 pm

Численно считать поля. Затем решать прямую колебательную задачу.

1177
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Пн июн 19, 2006 11:49 am

Сообщение 1177 » Ср ноя 14, 2007 8:00 pm

То есть, Gaussian это не умеет? :(
Есть ли ПО, которое на это способно или нужно делать "руками"?

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Ср ноя 14, 2007 8:09 pm

1177 писал(а):То есть, Gaussian это не умеет?
Кажется умеет. http://www.gaussian.com/g_ur/k_freq.htm

Но для средних/больших молекул так мало кто делает. Это не разумно.

1177
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Пн июн 19, 2006 11:49 am

Сообщение 1177 » Ср ноя 14, 2007 8:31 pm

Да, точно умеет... :D
А почему неразумно?

Аватара пользователя
surius
Сообщения: 1489
Зарегистрирован: Пт сен 21, 2007 11:20 am

Сообщение surius » Чт ноя 15, 2007 7:45 am

1177 писал(а):Да, точно умеет... :D
А почему неразумно?
Потратите уйму времени. С увеличением порядка приближения в методе меллера, машинное время возрастает много кратно ну а результат... скажем так, рискуете попасть пальцем в небо, ну а попой :oops: в лужу.
"Bite my shiny metal ass"
Bender

1177
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Пн июн 19, 2006 11:49 am

Сообщение 1177 » Чт ноя 15, 2007 3:09 pm

А если есть экспериментальные данные, с которыми можно сравнить?

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Чт ноя 15, 2007 3:33 pm

1177 писал(а):А если есть экспериментальные данные, с которыми можно сравнить?
Наверное лучше будет, если Вы опишете зачем нужны частоты. Тогда будет проще отвечать.

1177
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Пн июн 19, 2006 11:49 am

Сообщение 1177 » Чт ноя 15, 2007 3:38 pm

Собственно, цель в том, чтобы сравнить результаты различных методов с экспериментом

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Чт ноя 15, 2007 4:04 pm

1177 писал(а):Собственно, цель в том, чтобы сравнить результаты различных методов с экспериментом
Если будете работать с гармоническом приближении - то не стоит считать MP4. Даже MP2 часто нет особого смысла считать. Посчитайте частоты в DFT с некоторым базисом. Посмотрите литературу, чем люди считают такие штуки. В любом случае полезно помнить что экспериментальные частоты у Вас ангармонические а расчетные - гармонические, т.е. некоторое расхождение неизбежно и это нормально. Особенно сильно разойдутся С-H stretch.

В общем, так сравнивать эксперимент с теор. методами не совсем корректно. Наверное лучше тогда посравнивать теор. поля на предмет масштабируемости.

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2045
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Сообщение amge » Пт ноя 16, 2007 7:54 am

1177 писал(а):Собственно, цель в том, чтобы сравнить результаты различных методов с экспериментом
Нам приходилось считать ИК-спектры полиароматических улеводородов, замещенных полиароматическими же фрагментами (порядка С50) для установления структуры. Считали Природой (PBE/3z). Впечатления: область С-Н воспроизводится плохо. Область С-С, наоборот, очень хорошо. Наш ИК-шник был очень удивлен, когда увидел, насколько хорошо. Но, чтобы понять, соответствует ли экспериментальный спектр расчетному, оказалось почти бесполезно пытаться анализировать отклонения частот (особенно когда их много). Лучше всего проявило себя простое визуальное сравнение экспериментального спектра с нарисованным расчетным (molden, например, умеет рисовать) и субъективная оценка "похож - не похож".

1177
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Пн июн 19, 2006 11:49 am

Сообщение 1177 » Пт ноя 16, 2007 1:56 pm

По этому поводу есть вопрос:
А что, для расчетов частот используется только гармоническое приближение? Есть ли альтернативы?
субъективная оценка "похож - не похож".
Немного старания и любая "субъективная оценка" переходит в мат. величину! :D

Аватара пользователя
surius
Сообщения: 1489
Зарегистрирован: Пт сен 21, 2007 11:20 am

Сообщение surius » Пт ноя 16, 2007 2:03 pm

1177, у меня одногрупник когда-то занимался тем, что сравнивал расчетные значения полученные gaussian'ом и фактические имеющиеся спектры.
Работа была в принципе не маленькая, и там было сравнение и ИК спектров.
Если мне память не изменяет то он делал расчеты для разных классов соединений, а потом делались выводы для каких классов адекватная корреляция а для каких сто процентно пальцем в небо.
Но суть в том что иногда даже получалось наити некоторую зависимость между расчетными данными и фактическими.... ну соответственно оценка была уже "похож" "не похож", а отличается на...
"Bite my shiny metal ass"
Bender

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Сообщение Darth Vasya » Пт ноя 16, 2007 3:59 pm

1177 писал(а):По этому поводу есть вопрос:
А что, для расчетов частот используется только гармоническое приближение? Есть ли альтернативы?
Молекулярная динамика -> автокорреляция дипольного момента -> преобразование Фурье -> готовый спектр.

Если спектр C-H нужно получить прям вот совсем точно, тогда всё это + path integrals, но только для Вашей органики - вряд ли в этом десятилетии :)
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

Аватара пользователя
Yurii
Сообщения: 682
Зарегистрирован: Сб авг 11, 2007 1:59 am

Сообщение Yurii » Пт ноя 16, 2007 5:21 pm

1177 писал(а):То есть, Gaussian это не умеет? :(
Есть ли ПО, которое на это способно или нужно делать "руками"?
Для водородной связи (где учет ангармонизма часто необходим) использую gaussian. Молекулярную систему примерно из 20 атомов с соответствующей симметрией (даже CS) и в хорошем базисе можно посчитать за разумное время (используйте 4-ядерный процессор и gaussian под EM64T).

1177
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Пн июн 19, 2006 11:49 am

Сообщение 1177 » Пт ноя 16, 2007 6:24 pm

Yurii, очень интересно! А можно чуть подробнее? Как именно?

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2045
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Сообщение amge » Сб ноя 17, 2007 10:11 am

1177 писал(а):Немного старания и любая "субъективная оценка" переходит в мат. величину! :D
Не всегда легко. Известный пример - изображение кошки и собаки. Человек запросто отличит, кто из них кто, а попробуйте это заалгоритмизировать. Со спектрами, в принципе, та же ситуация.

Начнем с того, что как правило в экспериментальном ИК-спектре достаточно сложного органического соединения полосы состоят из множества колебаний и отнесения их нет. Имеющиеся лит. данные по отнесению часто оказываются бесполезны. Например, ИК-шник говорит: вот эта полоса - какое то там колебание ароматического кольца с протонами в таком то и таком то положениях. В расчетном спектре тоже есть такая полоса, но она состоит из нескольких невразумительных колебаний чуть ли не всего углеродного скелета, а искомое колебание наконец находится в соседнем горбике среди десятка других малоинтенсивных колебаний. И похожесть экспериментального и расчетного спектров не позволяет усомниться в том, что так оно и есть на самом деле.

Получается, что если имеем дело не с модельными высокосимметричными соединениями, а с реальной органикой, то не имеем возможности сравнивать отклонения вычисленных и экспериментальных частот. Остается сравнивать изображения (графики) спектров. А это задача гораздо более сложная, учитывая, что группы полос на экспериментальном и расчетном спектрах бывают смещены относительно друг друга, причем не обязательно линейно.

PS Это все мои впечатления, они могут не иметь никакого отношения к истине.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Сообщение VTur » Сб ноя 17, 2007 12:22 pm

1177 писал(а):То есть, Gaussian это не умеет? :(
Есть ли ПО, которое на это способно или нужно делать "руками"?
Сравнивать гармонический и экспериментальный спектры можно только в области 800 - 1500 см-1, здесь они близки (если базис с диффузными и поляризационными функциями и не чистый ХФ). С простым ХФ спектр везде плохой (есть случайности, но заранее не угадаешь).

Для низких и высоких областей хорошо подходит QFF (есть и в ГАМЕССе и в ГАУССИАНе). Частоты близки к экспериментальным в газе со стандартной точностью (25 см-1). Однако опыт расчётов (7 лет) показал, что оптимальный базис 6-311++G(3df,3pd). Переход к Данниговскому с бОльшим количеством функций даёт слишком малое улучшение, а расчёт может идти годами. С меньшим базисом можно сильно пролететь, а потом снова придется расчитывать с ++G(3df,3pd). Оптимальный случай B3LYP/6-311++G(3df,3pd). Пример: н-гесан расчитывал 3 месяца, 6 атомные молекулы идут за неделю (3 ГГц пень с двумя логическими ядрами, 2 ГБ). VSCF 6 атомой молекулы в этом базисе шёл год (VSCF есть в ГАМЕССе и МУЛЬТИМОДЕ, в ГАУССИАНе нет).

Однако код везде распараллелен плохо. ГАМЕСС считает дольше. Причём частоты ГАМЕССа и ГАУССИАНа различаются хорошо. Иногда ангармонические частоты находятся не в том месте где гармонические (меняются местами по величине и отнесению).

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Сообщение VTur » Сб ноя 17, 2007 12:24 pm

Если частоты нужны с точностью около 50 см-1 или молекула большая, то лучший вариант молмеханика, валентно-силовое поле и прямая колебательная задача. См. книги Грибова. Сам когда-то с этого начинал.

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

Сообщение Nord » Сб ноя 17, 2007 12:26 pm

Darth Vasya писал(а):Молекулярная динамика -> автокорреляция дипольного момента -> преобразование Фурье -> готовый спектр.

Если спектр C-H нужно получить прям вот совсем точно, тогда всё это + path integrals, но только для Вашей органики - вряд ли в этом десятилетии :)
Darth Vasya, Вы, вижу, много занимаетесь молекулярной динамикой. А могли бы Вы порекомендовать ссылки (лучше обзоры), где можно подробнее почитать теорию и реализацию расчетов спектров поглощения как по класиической динамике, так и с использованием интеграла по траекториям?
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Ответить

Вернуться в «квантовая химия и моделирование»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя