Materials Studio学习笔记（二十三）——Forcite里的力场和电荷

  本文学习笔记是参考B站UP主月只蓝的视频内容。

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月只蓝的个人空间-月只蓝个人主页-哔哩哔哩视频

月只蓝的视频内容较为基础，适合初学者入门。

本文视频内容链接为：【[Materials Studio] Forcite模块篇 第2讲 正确设置力场和电荷-哔哩哔哩】

1 必学基础

设置力场的基本原则：原子的力场类型，必须符合其所处的化学环境。

例如O原子，

例如水分子中的O、醛中的O（羰基O）、酸根中O（碳酸根）

设计电荷的基本原则：关注静电荷：离子带电，分子电中性。

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设置力场和电荷的基本步骤

（1）检查模型，确保模型正确

（2）设置力场，并且仔细核查

（3）设置电荷，确保模型静电荷符合实际（离子带电，分子电中性）

（4）参数校验

2 分子

首先创建一个二氧化碳模型：

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上方选项栏中选择modules，然后点击Forcite，然后点击Calculation，进入下面的界面：

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然后点击Energy：

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点击More，然后将两个勾去掉：

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然后设置立场和电荷，点击第一行的Calculate。选中屏幕中的O原子，参看属性管理器：

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这时候氧原子设置了o1=*的力场，查看表格里的o1=*的型号使用于二氧化碳中的氧原子类型：

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然后查看C原子的类型：

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而看到C的Forcefield Type是c2=。这里c2=是至少有一个双键，可以看到软件分配的力场类型是符合的：

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力场类型符合实际之后，这是点击Charges的计算：

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此时再看氧原子，可以看到O原子变为了0.4。而分子是符合点中性的：

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此时再将电荷由Forcefield assigned变为Use current：

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打开经过几何优化的二氧化碳分子：

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测一下键长和键角：

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可以看到键长为1.16，键角位179.943。

然后在对一氧化碳分子进行优化

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同样的操作，这里力场也是选择COMPASS Ⅱ，然后点击more，点击第一个Calcualtion。选中碳原子查看它的性质：

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回到表里查看，可以看到是与氧相连的。然后查看O原子的力场类型：

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然后查看o1c所代表的属性：

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可以看到C和O都是符合力场的。然后点击下面的Calculate：

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可以看到整个分子是电中性的。此时再将电荷由Forcefield assigned变为Use current：

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点击run，CO的计算效果为：

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然后测量C—O键长：

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3 晶体

首先导入Cu晶胞：

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点击Modules中的Forcite，然后选择Calculation。将Task换为Gemotery Optimization：

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然后点击Energy，这里力场类型设置为COMPASS Ⅱ，然后点击More，点击第一行的Calculate，然后查看左下方属性管理器：

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可以看到力场类型为cu_m，然后查找表格：

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可以看到cu_m表示的是铜单质。然后取消选中Cu单质，点击第二行的Calculate。点击之后，然后点击上方Modify选项卡中的Charges，然后点击Edit，查看charge：

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可以看到Total charge为0，符合要求。然后将Forcefield assigned换为Use current：

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点击run。

然后比较优化前后Cu晶胞的晶格常数，首先是优化前的晶胞，晶格常数为3.6147：

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而优化之后的晶格参数为：

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优化前后Cu的晶格参数分别为3.6147和3.606594。通过计算之后结果：

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下面开始绘制进行晶胞优化：

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 晶胞是一种混合物，里面包括和。这里我们想看哪些铁是，哪些是。点击Build，然后点击Bond

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然后点击Calculate，效果如下所示：

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然后开始计算，点击Modules选项卡中的Forcite，然后点击Calculation，进入下面的界面，Task要换为Ceometry Optimization：

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然后点击Energy，这里仍然选择COMPASS Ⅱ：

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点击旁边的More：

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在晶体中，如果Fe原子连了四个键，那么表示为，例如这个：

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而如果是连接了10个键，那么可能是，如下所示：

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下面想选中所有四配位的Fe原子，点击一个四配位的Fe原子，然后点击鼠标右键，点击Select Symmety Images：

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然后手动设置力场，点击+2价的力场，然后点击Assign：

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然后选择配位数为10的铁原子，选择一个配位数为10的Fe原子，然后点击鼠标右键，点击Select Symmetry Images：

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然后点击Select Symmety Images：

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然后选择fe30，然后点击Assign：

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然后查看左下角的属性管理器如下所示：

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然后全选O原子：

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将O原子的轨道全部设置为为o_fe，点击Assign：

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 然后将Charge设置为Use current：

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点击run。

run完毕之后开始读取实验前后的晶胞参数。优化之前的晶胞参数为：

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可以看到的优化前的晶胞参数为8.064。

优化之后的晶胞的晶胞参数为：

​可以看到优化后的晶胞参数为9.503689。

把数据写入到Excel表格为：

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