2.3 SCF 收敛只是内层循环
这些输入和起始模型为未执行的教学示例。原创配图为示意图,不是计算结果。使用前请验证版本相关语法、授权数据、数值收敛及科学模型。
2.3.1 模型、单位与来源记录
结构长度使用 Å,电子能使用 hartree,振动波数使用 cm⁻¹。核对各输出字段,区分热修正与标准态项。
2.3.2 未执行输入与明确修改片段
按照下方说明确认每个片段的母计算与替换位置;片段不自动构成独立输入。保留空行与文件来源要求。
2.3.2.1 输入块 1
%chk=g07_dimer_scf.chk
%mem=2GB
%nprocshared=2
#p B3LYP/6-31+G(d) SP SCF=(Tight,MaxCycle=128) Int=UltraFine
Water dimer SCF loop baseline
0 1
O 0.000000 0.000000 0.000000
H 0.958000 0.000000 0.000000
H -0.240000 0.928000 0.000000
O 2.850000 0.000000 0.000000
H 3.090000 0.928000 0.000000
H 3.090000 -0.464000 0.804000
2.3.3 实作研究
2.3.3.1 直觉与前提
自洽场中,电子密度产生有效场,有效场中的轨道又产生新密度。收敛只表示这个循环稳定下来,不代表核结构处于平衡。本例采用近似水二聚体作为稍大的密度问题,在相同化学模型下比较常规 SCF 与 XQC 后备策略。此小体系未必会发生收敛失败,不应为了演示而伪造故障。
参见上方输入块 1。
2.3.3.2 操作步骤
检查原子重叠与供受体关系,核对二十个电子。 运行基准,保留迭代数、诊断信息及最终能量,失败日志也需保存。 建立独立输入,仅改用 XQC 后备策略及新检查点。 比较最终态而非只看步数;占据、自旋或密度特征不同可能意味着不同解。 真正遇到困难时,先检查几何、电荷、基组线性相关与初态,每次只改一项并记录原因。
2.3.3.3 解读 核查与局限
XQC 是数值后备策略,不是切换到另一种物理理论。增加循环上限不能修复不合理电荷、错误电子态或畸形几何。收敛阈值是数值控制,应围绕目标性质进行测试。在开壳层和拉伸键体系中,SCF 成功后还可能需要稳定性分析。若两次得到同一收敛态,应在数值容差内一致,不能仅凭 XQC 更快就称其物理上更好。
练习。 绘制区分输入解析、电荷奇偶性、SCF 振荡、结构未收敛和调度终止的诊断树。