可视化电子结构 ================================== .. contents:: :local: 通过.mwfn实现电子结构可视化 ---------------------------------- 本例中使用的文件可以在这里下载::download:`Files `. 1. 此处以 15-冠醚-5 闭壳层分子体系的单点能计算为例,通过 Qbics-MolStar 可视化其电子结构; 2. 通过\ :doc:`tutorial-1`:的两种方法(拖拽 / 选择文件)使 .mwfn 文件在 Qbics-MolStar 界面显示渲染,结果如下: .. image:: ./figs3/1.png 3. 可以观察到,界面左侧会弹出当前渲染体系的文件名:15-Crown-5.mwfn: .. image:: ./figs3/2.png 4. 渲染体系的分子轨道: - 鼠标移动至文件名所在位置,点击右键,选择 :guilabel:`View Molecular Orbitals` 以实现分子轨道渲染的准备工作: .. image:: ./figs3/3.png - 点击 :guilabel:`View Molecular Orbitals` 选项后,会提示当前分子体系的轨道序号。轨道序号越大,轨道的能量越高。同时,\ ``occ``表示当前轨道的占据数。 - ``occ=0`` 表示未占据的虚轨道; - ``occ=2`` 表示完全占据的轨道; - ``occ=1`` 通常表示开壳层体系中的单占轨道。 - 如下图展示,我们发现,轨道序号60为最高占据轨道HOMO,为最后一个 ``occ=2`` 的轨道。轨道序号61为最低非占据轨道,为第一个 ``occ=0`` 的轨道。 .. image:: ./figs3/4.png - 此处,我们点击轨道序号\ :guilabel:`60`,以 HOMO 轨道为例进行轨道渲染。默认渲染结果如下: .. image:: ./figs3/5.png 5. 调整分子轨道渲染样式 - 调整分子轨道渲染的透明度 - 点击右侧 :guilabel:`Actions` 按钮弹出渲染样式修改框,此处我们修改正相位轨道区域。 .. image:: ./figs3/6.png - 默认 ``type`` 为 ``Isosurface`` 选项,除此选项之外,还包括 ``Direct Volumn``, ``Dot``, ``Segment`` 以及 ``Slice``。 .. image:: ./figs3/7.png - 在选中 ``Isosurface`` 的基础之上,点击右侧的 :guilabel:`Type Properties` 按钮以进一步获得样式修改选项: .. image:: ./figs3/8.png - 在 :guilabel:`Opacity` 一栏内,通过拖拽进度条或直接键入数字的方式,自定义轨道展示透明度: .. image:: ./figs3/9.png - 默认情况下 :guilabel:`Opacity` 的数值为 ``0.4``。 此处,我们将 :guilabel:`Opacity` 调整至\ ``0.8``,为您演示分子轨道样式的改变: .. image:: ./figs3/10.png - 调整分子轨道渲染的颜色 - 在当前界面右下角,点击色块以获得 :guilabel:`Select Color` 选项,此处我们修改负相位轨道区域: .. image:: ./figs3/11.png - 您可以有两种方式去调整分子轨道渲染的颜色: 1. 直接选用 :guilabel:`Select Color` 下方默认的色块,如湖蓝色。 2. 在 :guilabel:`RGB` 选项 中,可以手动输入数值来指定渲染颜色,如 ``RGB(199, 21, 133)``。 .. image:: ./figs3/12.png .. image:: ./figs3/13.png - 调整分子轨道等值面的数值方式: - 在 :guilabel:`Iso Value Kind` 部分存在两种调整等值面的选项 - :guilabel:`absolute`:使用绝对数值来定义等值面 - :guilabel:`relative`:使用相对比例来定义等值面(默认) .. image:: ./figs3/14.png - 若我们选取默认 ``relative`` 作为等值面定义的方式,其 :guilabel:`Iso Value` 数值默认为了 ``±5``。 您可以通过拖拽进度条或直接键入数字的方式去修改 :guilabel:`Iso Value` 的数值。 在这里,我们以正相位轨道区域为例,分别为您提供了默认数值(\ ``5``)下的分子轨道渲染以及手动修改(\ ``0.45``)的分子轨道渲染结果: .. image:: ./figs3/15.png .. image:: ./figs3/16.png - 若我们选取 ``absolute`` 作为等值面定义的方式,您同样可以通过拖拽进度条或直接键入数字的方式去修改 :guilabel:`Iso Value` 的数值。在这里,我们同样以正相位轨道区域为例,分别为您提供了默认数值( ``0.042789``)下的分子轨道渲染以及手动修改(\ ``0.0045``)的分子轨道渲染结果: .. image:: ./figs3/17.png .. image:: ./figs3/18.png 6. 渲染体系的其它电子性质, 如 :guilabel:`electron density`(电子密度): - 点击删除或不可见按钮,以消除后续操作中分子轨道显示造成的影响: .. image:: ./figs3/19.png - 与查看分子轨道的方式类似。 将鼠标移动至文件名所在位置,点击右键,选择 :guilabel:`View Other Wavefunction Properties`: .. image:: ./figs3/20.png - 在弹出的窗口界面,:guilabel:`Format` 一栏选择 :guilabel:`Electron Density`,以实现电子密度的渲染: .. image:: ./figs3/21.png - 点击 :guilabel:`Apply`,实现渲染操作。在这里,我们同时将 :guilabel:`Iso Value`` 调整为 ``0.5``,以便于显示观察: .. image:: ./figs3/22.png - 渲染结果如下所示: .. image:: ./figs3/23.png