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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 量子化学 » Gaussian » 金属配合物DFT计算，老是出现自旋污染，怎么解决啊
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竖走的螃蟹

新虫 (小有名气)

[求助] 金属配合物DFT计算，老是出现自旋污染，怎么解决啊已有1人参与

关键词
%chk=Ru-CF3-TD-1.chk
%mem=5GB
%NProcShared=8
# opt td=(nstates=6) ub3lyp/genecp geom=connectivity

Charge =  0 Multiplicity = 2
C                    -3.89701  -1.49571  -0.09117
C                    -3.30042  -2.7503   -0.23496
C                    -1.93259  -2.45736  -0.19552
N                    -1.79447  -1.10611  -0.03461
H                    -3.78839  -3.70652  -0.35021
C                    -0.71996  -3.23521  -0.29002
C                    -0.6809   -4.63041  -0.4446
C                     0.54402  -5.27871  -0.5095
H                    -1.61265  -5.18196  -0.50841
C                     1.62081  -3.15155  -0.26627
C                     1.72148  -4.52898  -0.41479
H                     0.58502  -6.35762  -0.6288
H                     2.5008   -2.5251   -0.17354
H                     2.69907  -4.99678  -0.45363
N                    -2.97823  -0.50898   0.02766
C                    -5.3539   -1.1785   -0.05414
F                    -5.73139  -0.61996   1.11669
F                    -5.71962  -0.31979  -1.0311
F                    -6.08587  -2.30841  -0.21551
N                     0.4365   -2.51353  -0.21047
Ru                    0.16101  -0.33832   0.01166
C                    -0.56      1.88335   1.69652
C                    -1.00284   3.56738   0.36392
H                    -1.2167    3.82463   2.57821
N                    -0.37124   1.53614   0.37565
C                    -0.97105   3.20599   1.72837
N                    -0.64059   2.5587   -0.43918




Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
FoFCou: FMM=F IPFlag=           0 FMFlag=      100000 FMFlg1=        2001
         NFxFlg=           0 DoJE=T BraDBF=F KetDBF=T FulRan=T
         wScrn=  0.000000 ICntrl=     500 IOpCl=  0 I1Cent=   200000004 NGrid=           0
         NMat0=    1 NMatS0=      1 NMatT0=    0 NMatD0=    1 NMtDS0=    0 NMtDT0=    0
Petite list used in FoFCou.
Requested convergence on RMS density matrix=1.00D-08 within 128 cycles.
Requested convergence on MAX density matrix=1.00D-06.
Requested convergence on             energy=1.00D-06.
No special actions if energy rises.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Defaulting to unpruned grid for atomic number  44.
Restarting incremental Fock formation.
Restarting incremental Fock formation.
Restarting incremental Fock formation.
Restarting incremental Fock formation.
Restarting incremental Fock formation.
Restarting incremental Fock formation.
>>>>>>>>>> Convergence criterion not met.
SCF Done:  E(UB3LYP) =  -2523.16279936     A.U. after  129 cycles
            NFock=128  Conv=0.59D-06     -V/T= 2.0311
<Sx>= 0.0000 <Sy>= 0.0000 <Sz>= 0.5000 <S**2>= 0.7548 S= 0.5024
<L.S>= 0.000000000000E+00
Annihilation of the first spin contaminant:
S**2 before annihilation     0.7548,   after     0.7500
Convergence failure -- run terminated.
Error termination via Lnk1e in /share/apps/g09.D01/g09/l502.exe at Tue Jun 20 18:23:52 2023.
Job cpu time:       5 days  5 hours  3 minutes 26.5 seconds.
File lengths (MBytes):  RWF=   1697 Int=      0 D2E=      0 Chk=    175 Scr=      1

有哪位虫友知道这个怎么解决吗？跪谢
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1楼2023-06-23 13:14:43
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paramecium86

版主 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by 竖走的螃蟹 at 2023-06-26 19:50:08
老师再请教你个问题，我是三价Ru离子，拿羟基配位，钌本身在强配体场下多重度会变成2，而我去配位得到的是电中性的东西，不知道这个电荷数和多重度该是多少，这里我发现比较难明白，因为中性分子会理论上会占用钌离 ...

电中性的话净电荷就是0 ，这个和中心原子价态没啥直接关系。 而自旋多重度 最简单有效的办法首先是要数一下整个体系的电子数目。可以看我2楼提到的教程的第一节内容 就是判断自旋多重度的方法。
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8楼2023-06-27 17:16:11
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paramecium86

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
这并非什么自旋污染 而是因为过渡金属体系SCF经常不容易收敛。加一些关键词就可以解决。可以看我 http://muchong.com/t-14242735-1 这个帖子 最新教程1.6版的2.2节
大体内容如下

********************************************************************************
“”2.2 SCF不收敛 （l502.exe error）
报错信息一般如下
>>>>>>>>>> Convergence criterion not met.
SCF Done:  E(RB3LYP) =  -1111.12727817     A.U. after  129 cycles
            NFock=128  Conv=0.76D-04     -V/T= 2.7410
KE= 6.382296294020D+02 PE=-5.731294386816D+03 EE= 2.414551554017D+03
Convergence failure -- run terminated.
Error termination via Lnk1e in F:\Gaussian\G09W\l502.exe


A. 首先检查输入结构是不是合理。绝大部分情况下都是因为结构跟 “真实” 结构差的很远，导致的SCF难以收敛。尽量给一个能给出的最好结构 （比如先用UFF粗略优化一下，再用PM6 在优化一下。然后再用DFT计算之类的）
B. 检查体系的自旋多重度是否设置的合理。尤其是过渡金属体系。如果多重度设置的偏离 “真实” 情况很远，则非常难以收敛
C. 检查基组是否合理。尤其是包含重原子，是否合理的设置了混合基组之类的都会影响。具体参考本文1.1节设置混合基组和赝势的方法。
D. 检查当前给的初始结构是否真实存在于 “气相” 中。因为有时候气相和溶液相结构很不一样。这就会导致初始结构以为很准其实是很差的情况。如果是溶液中的结构则需要加上溶剂模型SCRF，见本文1.2 .有时候加了溶剂模型就可以帮助收敛。
E. 以上确定是没有问题的，这时候就考虑加入一些关键词帮助收敛
SCF=(XQC,MAXCONVENTIONALCYCLES=64)
这个关键词可以应用在绝大部分情形下。但是绝不要一上来就用，一定要检查之前的步骤一都没问题了再去使用。G09的话就用SCF=XQC就好。 G16可以写这一串。
SCF=NoVarAcc
高斯在计算SCF过程中，最开始的几步为了加速会降低积分精度。这样有时候就会让波函数不小心进入了一个错误的区间。很难再优化下去。所以可以用这个关键词，取消这种加速降低积分精度的方法。
SCF(VSHIFT=500) 这个一般可以用在过渡金属体系。这种体系，可能HOMO-LUMO间距过小导致波函数不容易收敛。可以计算中人为太高这个值。这个不会影响结果只会影响收敛过程。一般设定在500上下比较合理。

INT(Acc2E=12, UltraFine)
如果用G09进行计算，也可以考虑这个关键词提高了DFT的积分精度和格点精度。这个仅仅适用在某些DFT计算中。比如M062X 这类对于格点要求比较高的泛函中。G16中这个已经是默认值不需要写。

实际计算可以用以上提到的一个或者几个关键词一起帮助收敛。
如果体系实在是太过巨大，这些都做了还是很难收敛。可以使用

SCF(CONVER=6)
这个关键词降低SCF收敛限到10-6， 而默认是10-8。但是慎用。这样的结构可能得到的根本不准。最好是优化完成后，读取波函数和结构恢复到默认的收敛限再进行一次优化。

*****************************************************************************************************
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2楼2023-06-24 09:36:37
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竖走的螃蟹

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by paramecium86 at 2023-06-24 09:36:37
这并非什么自旋污染 而是因为过渡金属体系SCF经常不容易收敛。加一些关键词就可以解决。可以看我 http://muchong.com/t-14242735-1 这个帖子 最新教程1.6版的2.2节
大体内容如下

***************************** ...

太感谢您了，我这就去试试

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3楼2023-06-26 15:07:41
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竖走的螃蟹

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by paramecium86 at 2023-06-24 09:36:37
这并非什么自旋污染 而是因为过渡金属体系SCF经常不容易收敛。加一些关键词就可以解决。可以看我 http://muchong.com/t-14242735-1 这个帖子 最新教程1.6版的2.2节
大体内容如下

***************************** ...

在优化后的坐标再优化一次不知道能不能降低这种情况出现
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4楼2023-06-26 15:19:34
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paramecium86

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4楼: Originally posted by 竖走的螃蟹 at 2023-06-26 02:19:34
在优化后的坐标再优化一次不知道能不能降低这种情况出现...

几何优化和SCF是独立过程。前者已经优化好的结构并不一定可以保证让SCF一定可以收敛。
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5楼2023-06-26 16:15:25
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竖走的螃蟹

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5楼: Originally posted by paramecium86 at 2023-06-26 16:15:25
几何优化和SCF是独立过程。前者已经优化好的结构并不一定可以保证让SCF一定可以收敛。...

老师再请教你个问题，我是三价Ru离子，拿羟基配位，钌本身在强配体场下多重度会变成2，而我去配位得到的是电中性的东西，不知道这个电荷数和多重度该是多少，这里我发现比较难明白，因为中性分子会理论上会占用钌离子价态，不知道这个电荷数会不会改变

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6楼2023-06-27 08:50:08
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竖走的螃蟹

新虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by 竖走的螃蟹 at 2023-06-27 08:50:08
老师再请教你个问题，我是三价Ru离子，拿羟基配位，钌本身在强配体场下多重度会变成2，而我去配位得到的是电中性的东西，不知道这个电荷数和多重度该是多少，这里我发现比较难明白，因为中性分子会理论上会占用钌离 ...

理论上每个羟基都会占用一个键，形成-O-Ru键

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7楼2023-06-27 09:05:17
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竖走的螃蟹

新虫 (小有名气)
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8楼: Originally posted by paramecium86 at 2023-06-27 17:16:11
电中性的话净电荷就是0 ，这个和中心原子价态没啥直接关系。 而自旋多重度 最简单有效的办法首先是要数一下整个体系的电子数目。可以看我2楼提到的教程的第一节内容 就是判断自旋多重度的方法。...

老师，电中性的我知道净电荷数是0，多重度是2，但是假如是离子型，外层带一个负电荷，它的多重度没有变化也是2，这里带金属那块的净电荷是理论上是1，我设置1 2，后又出现不收敛问题了。之前中性不收敛我优化好结构后就没有出现了，但是离子型的配合物又出现问题了
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9楼2023-06-30 09:47:43
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paramecium86

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9楼: Originally posted by 竖走的螃蟹 at 2023-06-29 20:47:43
老师，电中性的我知道净电荷数是0，多重度是2，但是假如是离子型，外层带一个负电荷，它的多重度没有变化也是2，这里带金属那块的净电荷是理论上是1，我设置1 2，后又出现不收敛问题了。之前中性不收敛我优化好结构 ...

不收敛就还是按照SCF不收敛的办法去应付。解决办法都是通用的。
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竖走的螃蟹
10楼2023-06-30 12:21:20
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