xTB隐式溶剂与网格精度

隐式溶剂把周围溶液表示为连续介质，不需要在结构里放入大量显式水。本例演示当前xTB6.7.1 C接口的GBSA/Still水溶剂；不能直接把它称为ALPB，也不能把单点总能差当作包含构象、热修正和标准态换算的完整溶解自由能。

1. 先运行再看三个网格#

下载完整接口源码、输入与绘图包，解压进入 xtb-api-extensions。在已分配的CPU作业内执行：

bash run.sh

也可 sbatch job.slurm 提交。CPU分区按56核整节点分配和计费，本例只使用一个线程，不使用GPU。脚本用现有xTB6.7.1头文件与静态库、oneAPI2024.2的icx/ifx编译链接，Python绘图来自 sisl/0.16.4。流程一次生成全部案例；完成后只读结果和绘图，不重复运行完整计算。

2. 添加溶剂的关键输入#

double temperature = 298.15;
int angular_grid = 5810;
xtb_setSolvent(env, calc, "water", NULL, &temperature, &angular_grid);
xtb_singlepoint(env, mol, calc, res);

温度单位K，角点数控制表面积分离散精度。当前安装的6.7.1实现采用GBSA/Still；较新上游文档的模型选择能力不能直接套用于这个旧接口。包内助手通过 YS_XTB_SOLVENT_GRID 传递网格，完整运行会自动比较230、770、5810三档，无须手敲长命令。

3. 查看实际结果和图片#

cat results/solvent-grid.csv
cat raw/gfn2-gbsa/result.json

网格变化不保证总能单调；本例770到5810的能量差只有约 0.2605微Hartree，但转动力矩仍有可见残差。5810点相较230点约降低51倍，仍未达到图中 10⁻⁷ Eh目标。这说明“总能看起来不变”与“力的旋转精度足够”需要分别判断。

4. 独立检查梯度并重画#

module load sisl/0.16.4
python -B verify.py --reference
python -B plot.py

这些命令只读取已完成的原生结果，不重新做电子单点。5810网格下，九个分子坐标的能量差分与输出梯度最大差约 1.99×10⁻⁷ Eh/Bohr；这是对当前离散模型的梯度一致性检查，不表示积分网格已经完全收敛。

换自己的体系时，结合目标能量差、受力阈值和必要的刚性旋转对照选择网格。需要更严格力精度时，应继续核对模型与数值设置，不能因为脚本正常退出就默认满足精度。

5. 移除溶剂并回到气相#

xtb_releaseSolvent(env, calc);
xtb_singlepoint(env, mol, calc, res);

卸载后重新计算的GFN2气相水能量约 −5.070369440854 Eh；在相同固定几何下，5810点溶剂总能减气相总能约 −0.009597562 Eh。这是指定模型、设置和几何下的差值；比较不同结构或研究溶液反应时，各状态应使用一致的溶剂、温度、网格与热化学约定。

参考官方C接口说明与隐式溶剂说明时，先匹配安装版本。