2025年HOMO-LUMO计算教程（普通理论水平）

科技前沿 • 2025-03-27 07:34 • 阅读 49

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1. 前言

本教程讲述如何使用殷赋云平台的量化计算方案及相关小工具，计算化合物的HOMO-LUMO能级。

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2. 流程图

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3. 结构信息

本次示例的化合物结构如下图。

4. 平台操作步骤

4.1 准备化合物结构

1.打开殷赋云计算平台（殷赋云 - 科研计算快易准）【准备化合物结构】小工具。

2.画出或上传分子结构，并下载生成后的文件（任意一个mol2或sdf格式文件）。

4.2 小分子构象搜索

1.打开殷赋云平台【小分子构象搜索】方案，创建任务，进入任务界面。

2.上传前面准备的文件，选择搜索算法，其他设置保持默认，点击【提交】任务。

3.待任务完成后，点击【查看】，进入分析页面。勾选所需构象，点击selected下载文件。

4.3 量化计算

1.打开殷赋云平台【量化计算Gaussian 09】方案，创建任务，进入任务界面。

2.上传分子结构，按下图设置参数及计算步骤，点击【提交】任务。

设置净电荷及自旋多重度，请根据自身的化学知识判断或联系客服。

3.待任务完成，点击【查看】，进入分析页面，勾选所需文件，点击selected下载。

4.计算Energy，新建任务，再上传分子结构，按下图设置参数及计算步骤，点击【提交】任务。

5.待任务完成，点击【查看】，进入分析页面。

构象1的能量比例远远高于其他两个构象，这里选择构象1进行下一步分析。

若每个构象的能量比例都差不多，可以下载所有的构象进行分析。

6.点击【文件列表】，下载fchk文件。

4.4 获取能量

1.打开【GaussView】软件，按照下图操作获取能量与图片。

若多个构象进行分析，请分别作图和计算能量，最终能量取所有构象的平均值。

2.据图上所示，HOMO能量值为-0.23617, LUMO能量值为-0.00170, 所以，它们之间的能隙 gap = E(LUMO) - E(HOMO) = 0.23447。

这里的单位是Hartree，文献的单位一般用eV，1 Hartree = 27.2114 eV，请注意转换单位；

HOMO和LUMO分别指最高占据分子轨道（Highest Occupied Molecular Orbital）和最低未占分子轨道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）。