PRIRODA: Dipole Polarizability

[masmart]

Здравствуйте, есть такая загадка.

надо узнать дипольный момент и поляризуемость молекулы. Пользую природу. при оптимизации после каждого шага она говорит:

Код: Выделить всё

dipole =   xxx au (  yyy D)

если считаю гессиан, то вот так: (для бензола)

Код: Выделить всё

 Dipole Polarizability:
    76.908122
    11.756563    42.196082
    -0.000000    -0.000000    80.515118

В первом случае все ясно, но неплохо бы направление (ясно, не для бензола:), а во втором непонятно, вообще к чему это и как интерпретировать. то ли это кусок матрицы P = [alpha]E... но тогда она должна быть диагональной для бензола. мне бы по простому: Dx, Dy, Dz для полярных и Px, Py, Pz для неполярных. заранее спасибо. вот входные файлы для бензола, на котором я тестил:

Код: Выделить всё

$system memory=256 disk=-700 $end
$control
 theory=DFT
 task=optimize
 basis=3z.bas
$end
$dft functional=PBE $end
$optimize
 points=50 radius=0.2  tolerance=1e-5 trust=0.2 steps=500 back=0
$end
$scf iterations=500 $end
$grid accur=1e-8 $end
$molecule
 cartesian 
6        0.648619089      0.000000000     -2.792091596
6       -0.507449604     -0.354690359     -2.093927596
6        1.804687782      0.354690359     -2.093927596
1       -1.406874711     -0.630640582     -2.637100596
1        2.704112888      0.630640582     -2.637100596
6       -0.507449604     -0.354690359     -0.697597596
6        1.804687782      0.354690359     -0.697597596
1       -1.406874711     -0.630640582     -0.154424596
1        2.704112888      0.630640582     -0.154424596
6        0.648619089      0.000000000      0.000566404
1        0.648619089      0.000000000      1.086913404
1        0.648619089      0.000000000     -3.878438596
$end

Код: Выделить всё

$system memory=256 disk=5 $end
$control
 theory=DFT
 task=hessian
 basis=3z.bas
 print=+charges+bonds+vectors+molden
$end
$dft functional=PBE $end
$optimize
 points=50 radius=0.2  tolerance=1e-5 trust=0.2 steps=500 back=0
$end
$scf iterations=500 $end
$grid accur=1e-8 $end
$molecule
 cartesian  
6        0.648619090      0.000000000     -2.793919460
6       -0.508963320     -0.355154780     -2.094841060
6        1.806201490      0.355154780     -2.094841060
1       -1.412090510     -0.632240830     -2.640250530
1        2.709328680      0.632240820     -2.640250530
6       -0.508963320     -0.355154780     -0.696684130
6        1.806201500      0.355154780     -0.696684140
1       -1.412090520     -0.632240830     -0.151274660
1        2.709328690      0.632240830     -0.151274670
6        0.648619090      0.000000000      0.002394270
1        0.648619090      0.000000000      1.093213680
1        0.648619090      0.000000000     -3.884738860
$end

[masmart]

кажется разобрался. природа не переориентирует молекулу для диагонализации матрицы поляризуемости. если расположить оси X и Y в плоскости кольца, то получается

Dipole Polarizability:
80.515121
0.000000 80.515118
0.000000 -0.000000 38.589082

что остается. как вытащить направление дипольного момента из этой матрицы и в чем измеряется тут поляризуемость?

[Darth Vasya]

Как вытащить дипольный момент из поляризуемости?! Никак - надо ещё внешнее поле знать, очевидно...

[alxyppv]

кажется разобрался. природа не переориентирует молекулу для диагонализации матрицы поляризуемости. если расположить оси X и Y в плоскости кольца, то получается

что остается. как вытащить направление дипольного момента из этой матрицы и в чем измеряется тут поляризуемость?

Как я понимаю, дипольный момент указан в блоке "eng>":

Код: Выделить всё

eng>$Energy
eng> E=-7.973363031020e+01
eng> D=-3.02426751e-06 -5.55440913e-07 -1.13918388e-06
eng> G= 4.28323220e-07  8.90540980e-07  1.51546060e-06

D=... - это вроде бы и есть дипольный момент

[masmart]

ну так тут же тензор поляризуемости [alpha], если я понял правильно. он содержит и простую поляризуемость (диагональные члены) и дипольный момент, как вращательную составляющую.
но че-то я недопонимаю. посчитал для N-метиллпиролидона поляризуемость, получил

Код: Выделить всё

Dipole Polarizability:
    78.127273
     1.613154    80.268297
    -0.568571     0.554920    55.659045

это при ориентации вдоль главных осей инерции. дипольный момент dipole = 1.544306 au ( 3.925265 D). если просто занулить диагональные члены и помножить такой тензор на единичный вектор, получится вектор (1.0446б 2.1681,-0.0137) с длиной 2.54. не то. потому что я фактически делаю вот так ([a]*[1,0,0]+[a]*[0,1,0]+[a]*[0,0,1]-[a]*[1;1;1]). то есть, не учитываю составляющую дипольного момента вдоль оси [1,1,1].

[masmart]

Как я понимаю, дипольный момент указан в блоке "eng>":

Код: Выделить всё

eng>$Energy
eng> E=-7.973363031020e+01
eng> D=-3.02426751e-06 -5.55440913e-07 -1.13918388e-06
eng> G= 4.28323220e-07  8.90540980e-07  1.51546060e-06

D=... - это вроде бы и есть дипольный момент

его длина для N-метиллпиролидона 2.3849. но для бензола - порядка 1е-8. или не оно или в каких единицах это приведено?

[amge]

masmart, есть еще task=dipole -- numeric evaluation of dipole polarizabilities and their first derivatives w.r.t. nuclear coordinates. Попробуйте, может, что-то проясниться.

[masmart]

masmart, есть еще task=dipole -- numeric evaluation of dipole polarizabilities and their first derivatives w.r.t. nuclear coordinates. Попробуйте, может, что-то проясниться.

ага, помогло, спасибо. только странно сделано, все считается при оптмимзации, а чтобы получить направление, надо новый тас создавать

[asp]

Уважаемые коллеги, может кто-нибудь подробно объяснить значения результатов, полученных при task=dipole?
И как из полученных результатов получить поляризуемость альфа в формуле Лоренца-Лоренца?
Вот часть выходного файла.
G(max) = 0.00004559

asym(2) = 0.004041
asym(3) = 81.317849

Dipole Moment:
x : 0.000000 ( 0.000000)
y : -0.000000 ( -0.000000)
z : 0.811950 ( 0.811950)
norm : 0.811950 ( 0.811950)

Polarizability:
xx : -6.047198 ( -6.048622)
xy : -0.000165 ( 0.000016)
yy : -8.496661 ( -8.498252)
xz : -0.001937 ( 0.000025)
yz : -0.000650 ( 0.000045)
zz : -7.165002 ( -7.167882)
iso. : -7.236287 ( -7.238252)

Hyperpolarizability:
xxx : -5.531669
xxy : 0.796175
xyy : -7.170760
yyy : 10.025510
xxz : 3.445176
xyz : -10.482458
yyz : -47.511438
xzz : 27.315348
yzz : -3.789405
zzz : 100.692165
iso. : 18.875301

Atomic Polar Tensors:
atom 1: { -0.72207 0.00000 0.00070 }
{ 0.00000 -0.45553 -0.00024 }
{ -0.00000 0.00028 -0.33564 }
atom 2: { 0.36103 -0.00043 -0.00035 }
{ -0.00000 0.22789 -0.10326 }
{ 0.00000 -0.09118 0.16770 }
atom 3: { 0.36103 0.00043 -0.00035 }
{ -0.00000 0.22764 0.10350 }
{ -0.00000 0.09090 0.16793 }


num>$Energy