xTB调用ORCA与ONIOM内区截取

下载xTB偏置、参数文件与ORCA接口输入和真实结果，保存为example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd xtb-bias-parameter-examples
bash results.sh
bash plot.sh

这几步只读取参考数据并绘图。完整输入在inputs/，原生文本结果在reference-results/，四份CSV在data/。计算使用现有xtb/6.7.1与orca/6.1.1模块，每个进程1个CPU线程；xTB为官方x86_64预编译程序，ORCA使用现有OpenMPI4.1.8配套入口，不需要重新编译。自己计算时，从本目录提交sbatch job.slurm，或在已分配资源内运行文中的单例命令。

1. 调用外部ORCA#

本例使用ORCA6.1.1的HF/STO-3G、TightSCF计算三原子水分子，适合说明接口。它不是高精度水分子能量推荐方案。

完整xcontrol：

$external
 orca bin=/public/software/orca/6.1.1/linux-x86_64-openmpi4.1.8/orca
 orca input line=HF STO-3G TightSCF
$end

orca bin指向当前集群的程序，其他平台要改为自己合法安装的ORCA路径。随后在资源分配内：

module load orca/6.1.1 xtb/6.7.1
python3 run.py water-external-ORCA

核心调用为：

xtb input.xyz --orca --input settings.inp --grad --parallel 1

xTB调用ORCA并读取其ENGRAD文件，返回约−74.962006994289Eh。ORCA原生ENGRAD与父进程读回能量一致，全部梯度在打印精度下一致；这里核对的是数据接口，不能把这个HF总能与GFN2总能的大小直接作为方法优劣比较。

head -12 reference-results/water-external-ORCA/gradient
cat data/parameter-ORCA-readback.csv

2. 仅截取ONIOM内区#

另一个例子放两个水分子共6原子，指定前3个原子为内区：

python3 run.py ONIOM-cut

它运行：

xtb input.xyz --oniom gfn2:gfnff 1-3 --cut --json --parallel 1

得到inner_region_without_h.xyz，本例内容是3个原子：

3
 xtb: 6.7.1 (edcfbbe)
O            0.05839482018800        0.11576003176400        0.15742639932400
H            0.82378043277000        0.27309729221300       -0.39857660421200
H           -0.16109186075000        0.94760019763600        0.58119169328700

名字中的without_h指未添加新的边界封端H，不是把原结构所有H删除。本例内区是一整个水分子，没有跨边界共价键，输出位置和元素与原文件前3个原子保持一致。

3. 切出结构不等于得到了ONIOM能量#

--cut这个例子在准备几何后正常结束，没有输出多层总能。不要因为返回码为0，就把它解释成一次完成的ONIOM能量计算。

要运行真正的减法嵌入，应使用ONIOM片段实例中的完整输入，计算高层内区、低层全体系和低层内区，再检查减法关系；若内外区跨共价键，还需正确处理封端、元素与电荷。

4. 查看自己的结果#

python3 read.py work

读回表把ONIOM-cut标成geometry-only，能量为空。TURBOMOLE/MOPAC的外部入口还需要对应软件及配置；本例实际跑的是ORCA，不用其他软件已安装来代替这些前置条件。