Critic2 XDM 分子色散修正

XDM利用当前分子波函数构造色散系数，再计算相应能量修正。本例先实际计算水二聚体和同一几何下的两个单体，再分别运行Critic2，最后按同一能量定义作差。

1. 准备实际输入#

下载分子后处理资料包，在分配到的CPU资源中解压：

unzip critic2-molecular-wave144-*.zip -d critic2-molecular
cd critic2-molecular
bash run.sh list

模块为 critic2/1.4（内部1.4.155，GCC/GFortran13.3、OpenMP、LAPACK/BLAS、Libcint）、orca/6.1.1 和 multiwfn_nogui/2026.10.18。ORCA和Multiwfn采用已有官方二进制，未在本例重新编译；本组程序使用1个CPU线程，无需GPU。

水的三个单点均使用 PBE/aug-cc-pVDZ。本例XDM参数为 a1=0.2061、a2=3.5486Å，来自官方postg参数表中对应的泛函与Gaussian基组组合。参数和来源哈希保存在 upstream/PARAMETERS.json；换泛函或基组时必须重新选择适配参数。

二聚体完整实际输入：

! PBE aug-cc-pVDZ TightSCF NoSym NoRI
%pal nprocs 1 end
%maxcore 1024
* xyz 0 1
O -1.551007000 -0.114520000 0.000000000
H -1.934259000 0.762503000 0.000000000
H -0.599677000 0.040712000 0.000000000
O 1.350625000 0.111469000 0.000000000
H 1.680398000 -0.373741000 -0.758561000
H 1.680398000 -0.373741000 0.758561000
*

! PBE aug-cc-pVDZ TightSCF NoSym NoRI
%pal nprocs 1 end
%maxcore 1024
* xyz 0 1
O -1.551007000 -0.114520000 0.000000000
H -1.934259000 0.762503000 0.000000000
H -0.599677000 0.040712000 0.000000000
*

! PBE aug-cc-pVDZ TightSCF NoSym NoRI
%pal nprocs 1 end
%maxcore 1024
* xyz 0 1
O 1.350625000 0.111469000 0.000000000
H 1.680398000 -0.373741000 -0.758561000
H 1.680398000 -0.373741000 0.758561000
*

单体原子坐标直接来自二聚体相应片段，没有单独优化。这里没有在ORCA中再加D3/D4，避免把不同色散修正叠加。

2. 使用已有实际密度做后处理#

bash run.sh 1
bash run.sh 2
bash run.sh 3

二聚体完整Critic2输入如下；两个单体使用各自的WFX：

molecule ../../data/water-dimer/case.wfx
load ../../data/water-dimer/case.wfx
reference 1
meshtype franchini good
xdm 0.2061 3.5486 pbe

REFERENCE 1指定使用的实际波函数；MESHTYPE FRANCHINI GOOD选择分子积分网格；XDM后面依次是a1、a2（Å）和泛函选择。读取原生输出：

grep 'dispersion energy (Ha)' work/xdm-water-dimer/out.cro

本例二聚体XDM色散能为 -0.000487169457 Ha。这是二聚体自身的修正，尚不是二聚体与两个单体的色散相互作用差值。

3. 从SCF开始完整重算#

在另一份新解压目录运行：

bash run-all.sh

脚本实际重新运行本包6个小分子单点，调用ORCA原生导出工具生成新WFX/MOLDEN，再完成格式转换、Critic2分析和绘图。水的三个结果从新生成的文件继续传递，参考波函数不替代新的电子结构计算。新的原始输出在 orca-work/，密度在 runtime-data/。

4. 按相同定义作差#

Delta E_PBE = E_PBE(AB) - E_PBE(A) - E_PBE(B)
Delta E_XDM = E_XDM(AB) - E_XDM(A) - E_XDM(B)
Delta E_total = Delta E_PBE + Delta E_XDM

本次实际SCF能量为：

对应相互作用能：

这是固定几何、小基组工作流示例，未做BSSE反校正、结构重新优化或完备基组收敛；用于学习文件传递和能量定义，不应作为收敛结合能直接引用。XDM在这里是当前密度上的后处理能量修正。

5. 看系数和积分网格#

bash run.sh 4
bash analyze.sh

第4例把二聚体网格改为 FRANCHINI VERYGOOD。本次色散能变化约 0.091841 微Hartree。仍需根据自己的体系检查积分网格和原始电子结构精度。

原生输出列出原子矩、体积、C6/C8/C10及对应能量分量。图中的C6对角线是自系数，求分子色散能时没有把同一原子的零距离“自相互作用”加进去。本组运行的C9分量为0。

图件直接使用实际原子对系数和能量表；脚本另从实际原子坐标、系数与阻尼公式重建原子对求和。最终得到新的SCF输出、WFX、原生色散表及可放大的结构和数据图。官方XDM命令说明可查询其他数据接口。

仅分析随包数据时，检查表位于 analysis-reference/CHECKS.json，图片在 figures-reference/；完整重算的对应输出为 analysis/ 和 figures/。