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xTB DIPRO:两个乙烯的轨道耦合

完整提交、片段编号、HOMO/LUMO通道、重叠修正与实际耦合数据。

更新于 2026-11-12约 3 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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下载完整输入、原生文本输出、CSV与画图脚本,保存为example.zip:

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd xtb-periodic-dipro-examples
bash results.sh
bash plot.sh

使用xtb/6.7.1官方Intel版、固定提交edcfbbe,单线程CPU。原始参考结果位于reference-results;用sbatch job.slurm 算例名提交,计算结果写到新的work/算例名。下文贴出的核心命令都对应实际执行输入。

1. 这个计算回答什么#

DIPRO从两个分子的轨道及二聚体信息估计片段间电子耦合。本例是平行放置、间距3.5Å的两个乙烯,结构固定。它不是二聚体结合能、迁移率或完整电荷转移反应计算。

cat inputs/ethene-dimer-DIPRO/input.xyz

12个原子中1–6属于第一个乙烯,7–12属于第二个。自动分片需要与预期分子一致;如果结构已经成键、原子次序或电荷状态不对,不能直接沿用输出。

2. 实际命令#

sbatch job.slurm ethene-dimer-DIPRO
xtb input.xyz --gfn 2 --tblite --dipro 0.1 --parallel 1

0.1是前线轨道附近用于考虑近简并轨道的能量窗口,单位eV,不是分子距离或温度。本例两个片段均中性、闭壳层,各有2个所考虑轨道,得到4个轨道配对通道。

grep -A 3 'Found 2 fragments' reference-results/ethene-dimer-DIPRO/stdout.log
grep -A 45 'D I P R O' reference-results/ethene-dimer-DIPRO/stdout.log

3. 如何读耦合#

通道 J/eV 轨道重叠S 原生有效耦合绝对值/eV
HOMO–HOMO 0.251 −0.01134741 0.124
HOMO–LUMO 0.000 约0 0.000
LUMO–HOMO 0.000 约0 0.000
LUMO–LUMO 0.148 −0.00660837 0.110

有效耦合包含重叠修正,可由[J−S(εA+εB)/2]/(1−S²)理解。本例原生输出在S(AB)后标了Eh,但这里的S是轨道重叠,按定义是无量纲,不能当能量换算;J、片段轨道能和有效耦合才是eV。

输出数值只有有限小数位,拿打印后的J和ε代公式会有舍入误差。HOMO–LUMO通道的零值只表示这套固定对称结构和输出精度下的结果,不代表所有分子间电荷转移耦合都为零。

真实固定二聚体坐标与4个原生耦合通道

4. 提取与换体系#

cat ethene-dipro-couplings.csv
bash plot.sh

CSV包含片段轨道能、J、无量纲S、原生有效耦合,以及由打印数据代公式得到的值。新体系先检查分片、电荷、自旋、构象和相对朝向,再选能量窗口。若后续需要速率,还要考虑重组能、驱动力、温度和模型适用性。

本版提示DIPRO不支持重启,重新运行请使用干净目录,不拿普通xTB的xtbrestart续接DIPRO。实现依据固定版本DIPRO模块。

需要根据你的体系选择资源?联系讨论计算需求。实际可用软件与权限,以当前账户和运行环境为准。

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