激发态-跃迁偶极.docx

1.关于激发态偶极

用TD-DFT计算化合物的垂直激发态，想知道它的激发态偶极矩，输出文件中给出的这部分内容包括
Ground to excited state Transition electric dipole moments (Au):   
请问这和用单个数字表示的激发态偶极矩的关系是怎样的，是根据矢量来加出来的还是？？菜鸟级，还请大牛多多指教
作者：yuxuan1976
我也在算激发态偶极矩，Jasminer说的没错，你这里的数据是跃迁偶极矩
作者：loovfnd
好像TDDFT不能用root=n那么算激发态偶极距，试试CIS作者：loovfnd
跃迁偶极矩不能等同于基态－激发态的偶极矩变化。
CIS先选择一个激发态，比如第二个。此时基态的偶极距知道了。
然后CIS（root=2，……） 算出一个偶极距，这就是第二个激发态的偶极距。
最后二者相减。
2.G09计算基态跃迁到第一激发态的偶极矩改变
Note that this will be done for the first structure in the optimization and the last. The final case will correspond to the optimized excited state structure. The first could be a vertical excitation if the initial geometry was the ground state optimized structure.
使用不同的方法，不同的基组会得到不同的结果
这很正常。
因为他们求解的方法不同，忽略的都不同，所以求出的解释不同的。
只有采用同一种方法，同一个基组才具有可比性。
（当然这是针对你这个计算，MC模拟每次计算，计算出的结果都不一样，因为每次随机数不可能一样）
如果没有外场的条件下，偶极矩应该是一个常量。这是没错的，那是对实验来说。理论计算不可能和实验数据十分吻合，都是有误差的。
而且不同的软件，就是利用同样的方法，也不是完全一致
 3.如何求激发态偶极矩
我需要CS2激发态偶极矩，做法如下：Gview构建输入文件，用AM1优化，Gview转成输入文件，CIS计算激发态，再用AM1优化，...
偶极矩一直都是：0，0，0 我用CIS时输入命令为#  CIS（NStates=10）/6-31G(d)  这里有误吗？另外，是不是因为CS2是直线型分子，所以无论基态激发态，偶极距均为零啊？
如果只是算基态结构下激发后的偶极矩，直接在cis时用density=current，选择你要的root作布居就可以了。
 比较一下基态和激发态的out文件中布居的其它部分吧
如果不一样证明输出的是激发态的相关数据，那就是说确实激发态偶极矩也为零了……
 请问Gaussian的优化后输出文件里的的偶极矩是指什么极矩？它的大小和磁性（磁矩）有关吗？越大越好吗？
就我所了解的，偶极矩跟磁性没有必然的关系。偶极矩是描述分子中正负电荷分离的程度，体现分子极性大小，磁性主要是跟自旋平行的电子数有关，一般体现了体系单电子的多少。
 如何计算各激发态之间的跃迁偶极呢？
比如从S1到S2之间的跃迁？
另外设置Root 和 Nstates是怎么回事呢？
Root=1,计算结果会显示三个激发态，S1,S2,S3,到底是什么意思呢？
nstates是你要算几个激发态
root是你要对哪个态做布居
加density(transition=n或(n,m))就可得到基态到第n激发态或第n激发态到第m激发态的跃迁偶极
 加上alltransiondensity,各个激发态间的跃迁偶极,振子强度啥的就都有了
 加上Alltransitiondensities关键词，只能得到不同态之间的振子强度，跃迁偶极等信息，跃迁能信息怎么得到啊，比如想知道S2到S1的跃迁能？

4. gaussian算分子偶极矩
Quote:Originally posted by wxjbuilder at 2010-05-06 21:34:00:
记得输出文件中默认的就有偶极距当然也可以加入关键词好像是Polarity（记不太清楚）
基态算法：# opt b3lyp/6-31g(d) scrf=(cpcm,solvent=acetone,read) geom=connectivity
跃迁偶极矩算法：# b3lyp/6-31g(d) scrf=(cpcm,solvent=acetone) geom=connectivity TD(sing lets,Nstates=10,alltransitiondensities,direct)
现在请教激发态偶极矩的算法？还有跃迁的能量是不是就是算跃迁偶极矩时的能量？
5.请问激发态个数
算CS2：
＃cis=(nstates=32,root=1)/6-31++G**
分别取root＝1，＝2，＝3...＝7，到root＝8的时候Dipole ment就开始为零了。就是说，如果取感兴趣的态，root＝x,就只能算出7个激发态的偶极距（我的理解）；
可是，如果用
#ZINDO（alltransitiondensities,root=100）,就可以算出32个激发态，包括基态与激发态之间、激发态之间的偶极距等都可以得到（已毕业师兄留下的）。
到底应该可以算出多少个激发态呢？请大家指点！万分感谢

作者：S07111072
CIS计算激发态一般会高估轨道函数，你可以用TDDFT试试看
作者：yuxuan1976
QUOTE:Originally posted by S07111072 at 2009-5-13 11:09:
CIS计算激发态一般会高估轨道函数，你可以用TDDFT试试看 请问如果用TDDFT,命令该怎么写？一直没用过TDDFT，和CIS命令的输入一样吗？关键字怎么选？多谢了！
作者：yuxuan1976
还有个问题，TDDFT是不是不可以用来优化激发态？
作者：mengfc
QUOTE:Originally posted by yuxuan1976 at 2009-5-13 19:33:
还有个问题，TDDFT是不是不可以用来优化激发态？ TDDFT好象不可以优化激发态吧？
论坛上关于TD激发态结果分析1
2009-04-19 19:36
Excitation energies and oscillator strengths:
Excited State 1: Triplet-B1U 3.7768 eV 328.27 nm f=0.0000
8 -> 11 0.52952
8 -> 17 -0.45942
This state for optimization and/or second-order correction.
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.

问题1。 为什么激发态1，激发能3.07768eV有两个跃迁？8 -> 11 8 -> 17 而且还有一个系数是-0.45942，代表什么意思啊
2。 最后一句话是什么意思？书上说这是“THE STATE OF INTEREST”

　　我将此例更多的输入输出信息列于此，以方便说明。
输入：
#T RCIS(NStates=2,50-50)/6-31+G(d) Test

输出：
Excitation energies and oscillator strengths:
Excited State 1: Triplet-B1U 3.7768 eV 328.27 nm f=0.0000
8 -> 11 0.52952
8 -> 17 -0.45942
This state for optimization and/or second-order correction.
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.
Excited State 2: Triplet-B3U 7.4297 eV 166.88 nm f=0.0000
8 -> 10 0.60741
8 -> 15 -0.34842
Excited State 3: Singlet-B3U 7.8294 eV 158.36 nm f=0.1884
8 -> 10 0.64288
8 -> 15 -0.27205
8 -> 18 -0.10534
Excited State 4: Singlet-B1U 7.9753 eV 155.46 nm f=0.5532
8 -> 11 0.66068
8 -> 17 -0.20317

**********************************************************************

Population analysis using the SCF density.

**********************************************************************

Orbital symmetries:
Occupied (AG) (B1U) (AG) (B1U) (B2U) (AG) (B3G) (B3U)
Virtual (B1U) (AG) (B2G) (B2U) (B3U) (B3G) (AG) (B1U)
(B2G) (AG) (B2U) (B1U) (B3G) (B1U) (AG) (B2U)
(B3U) (B2G) (AG) (B1U) (B2U) (B3G) (AG) (B1U)
(B1U) (B3G) (B3U) (B1G) (AU) (AG) (B2U) (AG) (B1U)
(B2G) (B3G) (B1U) (AG) (B1U)
The electronic state is 1-AG.
　　先来解释输入：
　　我们初始输入的是单重态，为1-AG。因为作的是CIS，所以在所有的激发中，只允许单电子激发。“NStates=2,50-50”说明，我们要解的是两个单重态和两个三重态，这从最后的输出（4个激发态，两三两单）也可以得到证实。
　　再来详细看输出：
　　当输入中没有指定Root=N的时候，默认的是N=1，意思是说我们感兴趣的（也就是要做的）是第一激发态，这个态被优化并计算其广义密度。这就是“This state for optimization and/or second-order correction. Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.”的来由。
　　激发态1，是轨道8上的一个电子跃迁到轨道11上，跃迁后两个电子自旋相同，因而产生的激发态1是三重态。轨道8是B3U，轨道11是B2G，耦合后为B1U，所以激发态1为Triplet-B1U。系数是该组态在该激发态的CI展开式中的最大系数，此处也可由“IOp(9/40=N)”来控制输出更多的系数（所有大于10^(-N)的系数）。
　　激发态1并非单组态，也包含了由“8 -> 17”的单电子跃迁产生的组态。这里要注意，符合激发态1的跃迁必须是能产生Triplet-B1U态的跃迁。轨道17和11的对称性相同，所以“8 -> 17”也在激发态1的组态之中。
    激发态3为单重态。例如 “8 -> 10” ，是说轨道8上的一个电子跃迁到轨道10上，跃迁后两个电子自旋相反，因而产生的激发态3是单重态。轨道8是B3U，轨道10是AG，耦合后为B3U，所以激发态3为Singlet-B3U。激发态2、4可同理分析
     可是，正如楼上人所说，8－17跃迁的系数是个负数 -0.45942，做何解释呢？
一般系数的正负应该表示的是相因子。因为CI的展开式里是各组态函数的组合，所以这儿的正负跟我们平常想象的电子云的取向好像联系不起来。这儿的正负是个很模糊的东西，因为在各组态里已经包含了所有轨道的贡献，因而不大好说。一般关心的是其绝对值。
另外，“计算结果中得到了二个单重态和二个三重态”，这是由我们输入的“NStates=2,50-50”来控制的。若改为“NStates=3,50-50”，按Manual中描述的便可得到三个单重态和三个三重态，但我照此运行e9_01.gjf却得到两个单重态和四个三重态?
在书里P213写到
cis=(root=n) specifies which excited state is to be studied (used for geometry optimizations, population analysis, and other single-state procedures). The default is the first(lowest excited state(n=1)

在这个例子中，我写了root=1,所以OPT后的就是第1激发态的优化结果，即我想要的第一激发态的激发能和键长等相关？如果ROOT=0，是不是对象基态啊？
当输入中没有指定Root=N的时候，默认的是N=1，意思是说我们感兴趣的（也就是要做的）是第一激发态，这个态被优化并计算其广义密度。这就是“This state for optimization and/or second-order correction. Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.”的来由。
有时50-50确实有问题，所以建议还是分开计算。免得出错。不过你提到的问题我没遇到过，有试算过小分子，root＝1和2时结构不同！
我不知道你是怎么输入文件的。反正。 root=n 代表让程序只优化你想要的那个第 n 态。
nstate这个参数不加时，程序默认计算 3 个态。大于3就要用这个参数。
问题3
比如第一个激发态对应着8->11和8->17两个跃迁。为什么是两个呢？然后每一个激发对应的跃迁波动方程系数有正有负，为什么呢？第一个和第四个激发态对应相同的两个跃迁，而多重度不同，why？振子强度是不是代表了跃迁的可能行？
   一般不用管因子的正负号。真正有意义的是因子的平方和。要求0.52952*0.52952 + 0.45942*0.45942约等于0.5，如果是UCIS计算的话，就要求约等于1.0。
之所以有多个跃迁，是因为这几个跃迁产生的电子组态都能组合出给定的电子态。应注意，这里虽然有多个跃迁，但并不是说这是个多参考类型的计算，它和多组态或多参考方法有本质的不同。
同一个电子组态完全可以产生不同多重度的电子态，原因就是电子自旋的方向可以不同。
f与跃迁矩平方和激发能之乘积成正比，吸收光谱强度I也有这样的关系。因此，I正比于f，从f可预测吸收峰的强度。