| Pengantar |
Download Molden: ftp://ftp.cmbi.umcn.nl/pub/molgraph/molden/bin/Windows/
States versus Orbit
Atom, molekul, dan padatan ada di states. Orbit adalah fungsi gelombang satu elektron dan tidak pernah dapat diamati di banyak sistem elektron.Namun, visualisasi orbital molekul dan kristal yang diperoleh dari ab initio telah menjadi alat yang berguna untuk menafsirkan perhitungan kuantum-kimia.
Berikut ini Anda akan menemukan petunjuk langkah demi langkah cara memvisualisasikan orbital molekul dan kristal dengan program kristal . Tutorial ini menggunakan versi terbaru dari program Jmol . Orbital molekuler dapat divisualisasikan dengan beberapa program, misalnya Gabedit, Molden dan banyak lainnya yang mendukung format Molden. Orbital kristal ditulis dalam format Molden yang dimodifikasi yang saat ini hanya didukung oleh Jmol versi terbaru.
| Orbit Molekuler (MO) |
Pertama, Anda perlu menjalankan perhitungan kristal untuk mendapatkan fungsi gelombang konvergen, yang disimpan dalam file fort.9 . Di bawah ini adalah contoh input untuk perhitungan titik tunggal molekul air dengan metode Hartree-Fock (RHF) terbatas dalam basis def2-SVP:
Molekul Air MOLEKUL 1 3 8 0,00000 0,00000 -0,39251 1 0,75586 0,00000 0,19626 1 -0,75586 0,00000 0,19626 BasisSet def2-SVP RHF TOLINTEG 10 10 10 20 30 SCFDIR FMIXING 50 ANDERSON END
Jalankan perhitungan menggunakan perintah:
crystal <H2O_def2SVP_RHF.d12> H2O_def2SVP_RHF.out
Setelah perhitungan selesai, Anda dapat menjalankan properti untuk mendapatkan file Molden. Berikut inputnya :
BERITA 1 0 ORBITAL WaterMO 0 0 AKHIR AKHIR
Perhatikan kata kunci ORBITAL . Diperlukan NEWK . WaterMOs adalah nama file yang digunakan untuk menulis data. Akhiran “.molden” ditambahkan secara otomatis. Permintaan bilangan bulat berikutnya untuk koordinat Cartesian dan orbital kanonik. Jalankan properti menggunakan perintah:
properti <H2O_def2SVP_RHF_Orbitals.d3> H2O_def2SVP_RHF_Orbitals.out
Selanjutnya, buka file “WaterMOs.molden” dengan Jmol:
jmol WaterMOs.molden
Aktifkan konsol Jmol melalui “File → Console”. Di sini Anda dapat mengetik semua perintah untuk menampilkan orbital molekul sementara Anda dapat memutar molekul secara bebas menggunakan mouse di jendela utama.
Perintah “mo homo” akan menampilkan orbital molekul terisi tertinggi (HOMO). Ini juga berfungsi untuk orbital molekul rendah kosong (LUMO) “mo lumo” dan bilangan bulat “mo 1”. Anda dapat mengekspor gambar secara langsung sebagai file “.png 1” atau “.jpg 1” menggunakan perintah:
write “homo.png”
Alternatif untuk perintah mo adalah perintah isosurface yang menerima (opsional) lebih banyak argumen untuk menyesuaikan gambar:
isosurface cutoff 0.2 resolution 10 mo homo translucent
Ada banyak perintah berguna lainnya yang cukup jelas:
set background XXXX adalah warna, mis. Putihzoom XXXX menjadi angka, misalnya 75
Untuk informasi lebih lanjut tentang penggunaan Jmol, silakan lihat dokumentasi Jmol atau di salah satu dari banyak tutorial Jmol .
| Orbit Molekuler Lokal (LMO) |
Untuk menganalisis ikatan dan memvisualisasikan pasangan mandiri, orbital molekul terlokalisasi (LMO) adalah alat yang hebat. Pertimbangkan menjalankan input berikut untuk perhitungan titik tunggal Alanine:
Alanin MOLEKUL 1 13 7 -1,53120 0,96850 0,38621 6 -0,69900 -0,24170 0,41820 1 -0,70870 -0,66270 1,42350 6 -1,25450 -1,26890 -0,57030 6 0,71510 0,11080 0,03480 8 0,93981 1,13010 -0,57390 8 1,72500 -0,70760 0,36940 1 -1,53850 1,37800 -0,53600 1 - 2.46910 0.77090 0.70150 1 -1.24490 -0.84780 -1.57560 1 -0.63710 -2.16680 -0.54651 1 -2.27740 -1.52380 -0.29301 1 2.61460 -0.43921 0.10170 BasisSet def2-SVP DFT PBE0-D3 AKHIR TOLINTEG 10 10 10 20 30 SCFDIR FMIXING 50 ANDERSON END
Anda dapat melokalkan orbital dan menghasilkan file Molden dalam satu langkah dengan program properti dengan menjalankan file input ini :
BERITA 1 0 LOCALI AKHIR ORBITAL Alanine 0 1 AKHIR AKHIR
Perhatikan kata kunci LOCALI dan nomor kedua setelah nama file (Alanine) telah berubah menjadi 1 (yang merupakan singkatan dari penggunaan orbital terlokalisasi). Anda juga dapat menjalankan pelokalan secara terpisah, meninggalkan kata kunci LOCALI saat memanggil ORBITAL , tetapi kemudian Anda perlu memastikan bahwa file fort.80 ada. Untuk informasi lebih lanjut tentang opsi pelokalan, bacalah manual CRYSTAL. Perintahnya
isosurface cutoff 0.2 resolution 15 mo 24 translucentdan
write “ala_lmo24.png”menghasilkan gambar pasangan mandiri terlokalisasi pada atom N. Harap dicatat, bahwa dengan pengaturan default hanya orbital yang ditempati yang dilokalisasi. Karena itu perintahnya
“mo homo”tidak berfungsi dan Anda harus memberikan nomor orbital.
| Crystalline Orbitals (COs) – Orbit Canonical |
Pertama, Anda perlu menjalankan perhitungan kristal untuk mendapatkan fungsi gelombang konvergen, yang disimpan dalam file fort.9 . Di bawah ini adalah contoh input untuk perhitungan titik tunggal korundum Al 2 O 3 dengan metode PBE dalam basis 85-11G * dan 84-11G * untuk atom Al dan O, masing-masing:
Korundum CRYSTAL 0 0 0 167 4,70228173 12,64173366 2 13 3.333333333333E-01 -3.333333333333E-01 1.894521761112E-02 8 -3.651264578780E-01 -3.333333333333E-01 -8.333333333333E-02 END 13 5 0 0 8 2. 1. 70.510,0 0.000226 10080.0 0,0019 2131.0 0,0110 547,5 0,0509 163,1 0,1697 54,48 0,3688 19,05 0,3546 5,402 0,0443 0 1 5 8. 1. 139,6 -0,01120 0,0089 32,53 -0,1136 0,0606 10,23 -0,0711 0,1974 3,810 0,5269 0,375 0,675 0 0,9075 1 1. 0 1 1 0. 1. 1. 1. 0.35 0 3 1 0 1. 0,51 1. 8 5 0 0 8 2.0 1.0 8020,0 0,00108 1338,0 0,00804 255,4 0,05324 69,22 0,1681 23,90 0,3581 9,264 0,3855 3,851 0,1468 1,212 0,0728 0 1 4 6.0 1.0 49,43 -0,00883 0,00958 10,47 -0,0915 0.0696 3.235 -0.0402 0.2065 1.217 0.379 0.347 0 1 1 0.0 1.0 0.500 1.0 1.0 0 1 1 0.0 1.0 0.191 1.0 1.0 0 3 1 0.0 1.0 0.500 1.0 99 0 END DFT EXCHANGE PBE CORRELAT PBE END SHRINK 3 3 AKHIR
Setelah perhitungan selesai, Anda dapat menjalankan perhitungan properti untuk membuat file “.molden”. Untuk menjalankan perhitungan seperti itu, inputnya adalah sebagai berikut
BERITA 3 3 1 0 ORBITAL Corundum-COs 1 0 AKHIR AKHIR
Perhatikan bahwa, dalam hal ini setelah nama file Corundum-COs , argumen integer pertama diatur ke 1 permintaan untuk koordinat fraksional. Nomor bilangan bulat kedua dapat diatur ke 0 atau 1 tergantung masing-masing orbital kanonik atau fungsi Wannier. Ketika perhitungan selesai, untuk setiap k menunjuk dua file dihasilkan. File-file memiliki informasi pada bagian nyata dan bagian kompleks CO, terlepas dari titik Γ yang hanya nyata. Dalam contoh saat ini, kami memiliki 6 k poin untuk total 11 output (5 real, 5 complex, dan Γ). Di bawah ini kami melaporkan orbital kristal terisi tertinggi (HOCO) dan orbital kristal kosong yang tidak diduduki (LUCO), masing-masing, seperti yang diperoleh pada Γ.
| HOCO | LUCO |
|---|---|
 |  |
Untuk mendapatkan gambar-gambar itu, buka salah satu output dengan Jmol dan ketik konsol
isosurface resolution 15 mo homo translucentdan
write “corund_hoco.png”Prosedur analog untuk gambar status LUCO. Di jendela konsol, ketik
isosurface resolution 15 mo lumo translucentdan
write “corund_luco.png”Lihat bagian Orbit Molekuler untuk penjelasan lebih rinci tentang prosedur Jmol.
| Orbit Kristal Kristal Lokal (LCO) – Fungsi Wannier |
Untuk mengubah orbital kanonik menjadi melokalisasi fungsi Wannier, Anda harus menambahkan kata kunci LOCALI dan menetapkan argumen integer kedua, di bawah nama file, menjadi 1. (Corundum-LCOs) harus diubah menjadi 1. Input untuk perhitungan tersebut harus sebagai
BERITA 3 3 1 0 LOCALI AKHIR ORBITAL Corundum-LCOs 1 1 AKHIR AKHIR
Di bawah ini kami melaporkan sebagai contoh visualisasi 5 LCO.
| LCO # 14 | LCO # 21 | LCO # 37 |
|---|---|---|
 |  |  |
| LCO # 46 | LCO # 50 | |
|---|---|---|
 |  |
Prosedur untuk menghasilkan gambar-gambar itu sama. Ingat, seperti dalam kasus molekuler, perintah
“mo homo”tidak bekerja. Nomor eksplisit LCO harus diketik di konsol. Perintahnya
isosurface resolution 15 mo 14 translucentdan
write “corund_lco14.png”buat gambar LCO ke- 14 .