Multiwfn静电势与弱相互作用
用水二聚体的真实波函数生成静电势等值面、RDG和sign(λ₂)ρ散点图。
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本例使用固定水二聚体，O···O约2.9Å。先形成完整波函数，再导出场；本篇展示的是电子结构解释，不从颜色直接给出结合能或“氢键强度”。
1 完整几何和计算输入#
%nprocshared=1
%mem=1GB
%chk=result.chk
#p B3LYP/6-31+G(d) Pop=(Full,NBO,Hirshfeld,MK) SCF=Tight Int=UltraFine NoSymm
Gaussian population workflow water-dimer-populations
0 1
O 0.000000000000 0.000000000000 0.000000000000
H 0.000000000000 0.000000000000 0.960000000000
H 0.000000000000 0.929400000000 -0.240400000000
O 0.000000000000 0.000000000000 2.900000000000
H 0.000000000000 0.759060000000 3.487730000000
H 0.000000000000 -0.759060000000 3.487730000000
正常完成后，在自己的计算目录转出：
formchk result.chk dimer.fchk
2 在同一规则网格上导出四个场#
以总电子静电势为例：
Multiwfn dimer.fchk -nt 1 <<'EOF'
5
12
5
-8,-8,-8
0.3,0.3,0.3
81,65,65
2
0
q
EOF
原点与步长单位Bohr；x方向81点、y/z各65点。电子静电势含电子和原子核贡献，单位原子单位；默认输出 totesp.cub。原子核附近的势有奇异性，不以核位置的极值来代表分子表面。
把函数号12分别改为下面三个数，保持完全相同网格，并在不同目录执行：
| 函数号 | 导出的物理量 | 用途 |
|---|---|---|
| 1 | 电子密度ρ | 定义密度等值面及筛选区域 |
| 13 | 波函数RDG | 识别低密度、低梯度区域 |
| 15 | sign(λ₂)ρ | 区分不同曲率特征的低梯度区域 |
13/15基于真实波函数；14/16才是相应的promolecular近似，本例没有混用。程序默认 RDG_maxrho=0.05，密度≥0.05时把RDG设为100，因此高密度区的100是筛选规则，不是拿来解释弱作用的物理特征值。
3 绘制等值面和散点#
bash compute.sh
bash plot.sh results/plotdata my-figures
左图是在ρ=0.002 e/Bohr³等值面上用静电势着色，表面由原生0.3 Bohr网格进行线性插值得到；红蓝对应本图色标，不能套用其他软件的配色习惯。它不是直接把静电势画成分子外形。右图选10⁻⁵<ρ<0.05且RDG<2的原生格点；负的sign(λ₂)ρ与低RDG相结合，帮助寻找吸引型作用区域。
RDG是无量纲量，常用表达式为 |∇ρ| / [2(3π²)^(1/3)ρ^(4/3)]；λ₂为密度Hessian的中间本征值。单靠散点位置不能确定相互作用能，也不能替代几何、能量与基组收敛检查。
4 换成自己的体系#
替换Gaussian输入并生成自己的完整fchk；检查网格是否包住所有原子与外围表面，再保持四场同原点、同轴向、同点数。网格范围不一致时，不能逐点把RDG和sign(λ₂)ρ拼在一起。更大的体系应先用粗网格检查范围，再细化感兴趣的接触区域。
继续操作与资料#
配套脚本的 controls.json 保存每项菜单输入；work/functional/ 是自己计算的原生文件，results/ 是CSV、数值说明与图片。用自己的结果重画：
bash plot.sh results/plotdata my-figures
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