分子晶体和聚合物
分子晶体,calculationType=310/311
对于一个分子晶体,MOL_1文件描述分子结构开始构建的结构部分。这个文件也定义如果分子可 活动的哪个扭转角会突变。这个文件和它的格式跟SIESTA’s Z_Matrix文件(MOL_1给出原子的笛卡尔坐标,反之,Z_Matrix文件从键长、键角和 扭转角定义原子位置)不同。 Z_Matrix文件是利用MOL_1文件给的信息创建的,即:键长 和所有必要的角度都是用笛卡尔坐标计算的。重要的键长和角度用来创造Z_Matrix—这恰好 是5–7列列举的。我们看一下苯C\(_6\)H\(_6\)的MOL_1文件:
第一个原子是H,它的坐标定义与其他原子无关(“0 0 0”).
第二个原子是C,它在Z_matrix的坐标(在分子坐标系中)仅根据它到第一个原子(即,上面描述 的H)的距离来设置,但没有角度–(“1 0 0”)。
第三个原子是C,它的坐标将根据它到第二个原子的距离来设置,键角3-2-1,但不是扭转角—因此 我们用“2 1 0”。
第四个原子是C,它的坐标根据它到第三个原子的距离设置,键角4-3-2,扭转角4-3-2-1—因此, 我们用“3 2 1”等等…直到最后第12个原子,H,根据它到第七个原子(C)的距离定义, 键角12-7-6,扭转角12-7-6-11—因此是“7-6-11”。
最后一列是扭转角灵活度的标示。例如,在C4中,扭转角由4-3-2-1定义。理想情况下,对于前3个 原子来说这个标示应该是1,其他原子的是0,如果存在其他活动的扭转角,需在这一列说明是1。
聚合物晶体, calculationType=110 (“线性链状模型”)
对于聚合物,MOL_1文件用来表示单体单元的几何结构,和分子晶体一样,除了要 在最后一行列出活性原子,如下图列出的PVDF(聚偏二氟乙烯)的MOL_1文件:
经典力场的额外输入
上面的MOL_1文件适用于USPEX的一般情况。然而,一些基于编码的经典力场需要额外的信息。 例如,GULP需要列出化学分类和电荷。阿司匹林的MOL_1文件的写法如下:
Aspirin_charge Number of atoms: 21 H_1 0.2310 3.5173 4.8778 0 0 0 1 0.412884 O_R 0.7821 4.3219 4.9649 1 0 0 1 -0.676228 C_R 0.4427 5.0883 6.0081 2 1 0 1 0.558537 O_2 -0.5272 4.5691 6.6020 3 2 1 0 -0.658770 C_R 1.0228 6.3146 6.3896 3 2 4 0 0.116677 C_R 2.1330 6.8588 5.6931 5 3 2 0 0.311483 C_R 0.4810 7.0546 7.4740 5 3 6 0 -0.119320 O_R 2.8023 6.2292 4.6938 6 5 3 0 -0.574557 C_R 2.6211 8.1356 6.0277 6 5 8 0 -0.083091 C_R 0.9966 8.3146 7.8237 7 5 3 0 -0.103442 H_2 -0.3083 6.6848 8.0128 7 5 10 0 0.198534 C_R 3.6352 5.1872 4.9079 8 6 5 0 0.609295 C_R 2.0623 8.8613 7.0940 9 6 5 0 -0.119297 H_2 3.3963 8.5283 5.4906 9 6 13 0 0.174332 H_2 0.5866 8.8412 8.6013 10 7 13 0 0.205960 O_2 3.9094 4.7941 6.0632 12 8 6 0 -0.588433 C_3 4.2281 4.5327 3.7638 12 8 16 0 -0.271542 H_2 2.4227 9.7890 7.3367 13 9 10 0 0.196738 H_2 3.4269 4.1906 3.1183 17 12 8 0 0.151315 H_2 4.8283 3.6848 4.0792 17 12 19 0 0.131198 H_2 4.8498 5.2464 3.2337 17 12 19 0 0.127726
这里,标题的关键词电荷是告诉程序在最后一行读取电荷。
结合Tinker一起计算,附加行用来列出原子标签,如下所示:
Urea Number of atoms: 8 C 0.000000 0.000000 0.000000 0 0 0 1 189 O 0.000000 0.000000 1.214915 1 0 0 1 190 N 1.137403 0.000000 -0.685090 1 2 0 1 191 N -1.137403 0.000000 -0.685090 1 2 3 0 191 H 1.194247 0.000000 -1.683663 4 1 3 0 192 H -1.194247 0.000000 -1.683663 4 1 3 0 192 H 1.998063 0.000000 -0.138116 2 1 3 0 192 H -1.998063 0.000000 -0.138116 2 1 3 0 192
如何准备MOL文件
有许多程序可以生成Zmatrix style文件,如Molden、Avogadro等。有经验的用户或许有自己的方法来准备这些文件。 为了用户的方便,我们创建了一个在线工具,允许用户仅用XYZ格式的文件来生成 USPEX-style MOL文件。这个工具的网址为 http://han.ess.sunysb.edu/zmatrix。