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思想家公社的门口:量子化学·分子模拟·二次元(6)

对于一些庞大体系,DFT-D都做不动,除了分子力场外也可以考虑一些半经验方法。老的半经验方法比如PM3、AM1千万别用。PM7推出之前最好的半经验方法几乎是PM6,但是算弱相互作用很不灵,于是后来有人提出对之加上校正,虽然具体形式明显不同,但目的却像DFT-D。比如PM6-DH1、PM6-DH2,其中D和H分别代表Dispersion和Hydrogen-bond,后来又被不断改进,提出了诸如PM6-DH+、PM6-D3H4等等,从MOPAC2012开始都已经加入了。类似的方法还用在别的半经验方法上,得到比如AM1-D、OM3-D、DFTB-DH2等等。PM7是目前最新的半经验方法,相对于PM6在弱相互作用上有了质的进步,和PM6-DH+相仿佛,其它方面相对于PM6也有改进但整体改进不大。不过本人也发现PM7在PM6-DH+对于特殊情况的弱相互计算也存在微小问题,见《PM7、PM6-DH+半经验方法在优化碱基对儿时的失败》()。总的来说,对于弱相互作用计算,目前笔者最推荐PM6-D3H4,而PM7则误差比它要大。

使用大基组的时候为了节省时间,可以适当去掉一些基函数。比如aug-cc-pVDZ计算苯二聚体,若将氢的弥散函数去掉对结果影响甚微。若是结构优化,由于对基组和理论方法不如能量敏感,进一步将碳的d弥散函数去掉甚至都对结果没太大影响。一些省时技巧的讨论可以参考Review in Computational Chemistry vol.26第一章。上文中涉及的maug-cc-pVDZ是在aug-cc-pVDZ的基础上砍掉多余的弥散函数的结果,只给重原子留下一层s和p弥散函数,而氢的弥散函数全砍掉。may、jun、jul开头的基组是将aug-cc-pVnZ系列基组的氢原子的弥散函数全砍掉,且将重原子砍掉两层、一层最高角动量弥散函数和不砍掉弥散函数,参见《谈谈弥散函数和“月份”基组》()。

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