Python 化学教程之使用 Psi4 和 Python 可视化前沿轨道

最新推荐文章于 2025-07-09 06:17:38 发布

code2day

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分类专栏： Python源码技巧大全文章标签： python 开发语言

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本文介绍了如何使用Python和Psi4库来可视化化学分子的最高占据分子轨道(HOMO)和最低占据分子轨道(LUMO)，探讨了这些轨道在有机化学中的重要性，并提供了通过生成和处理cube文件来创建电子云图的步骤。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前沿轨道是指最高占据分子轨道 (HOMO) 和最低占据轨道 (LUMO)。大多数有机化学家大多只对这些轨道感兴趣，因为这些是高能量电子可以跳入下一个轨道的相互作用点。它们是最有可能彼此相互作用的分子的主要相互作用。HOMO/LUMO 图的示例如图 1所示。

图 1：HOMO/LUMO 分子轨道示例

但是，我们知道电子是一种波，并且在这些轨道中会产生电子云。可视化这些云使我们对电子的行为方式和令人难忘的形状有了一些了解，我们也许可以推断出一些事情。为此，让我们回到我们的 psi4 甲醇 z 矩阵，如上一篇博文中所见。让我们直接进入代码：

import psi4

psi4.set_memory('1000mb')
psi4.core.set_num_threads(1)

zmatrix = '''\
    H11
    O11  H11  0.9600
    C11  O11  1.4000  H11  108.0000
    H12  C11  1.1000  O11  112.0000  H11  -60.0000
    H13  C11  1.1000  O11  112.0000  H11   60.0000
    H14  C11  1.1000  O11  111.8699  H11 -180.0000
'''

universe = psi4.geometry(zmatrix)
universe.update_geometry()
universe.print_out()

energy, wa

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