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一、读懂结合能

Ø 在描述两者相互作用时，常用结合能和吸附能。二者并无区别，只是大家习惯将小分子（如EC分子）吸附在大模型（如金属晶面 Li（110））上称呼为吸附能，小分子与小分子的结合称为结合能。而结合能到底包含什么，Sobereva做出了分解分析（http://sobereva.com/733），如下图所示：

Ø Sobereva以更复杂的结合自由能（具有溶剂模型）展开分解，我们常说的结合能其实是△Ebind部分，其包含静电，交换互斥，色散，轨道作用及变性能。若考虑溶剂环境影响，还包含△(△Gsolv），其为溶剂效应对分子结合的影响，极性部分为静电相互作用，非极性部分为交换互斥和色散吸引作用。除此之外，-T△Sbind和△Hcorr为受温度影响的平均转动振动电子。

Ø 以上简单介绍结合能组成，但计算时并不需要分别计算各部分再加和，无论是何计算软件和计算方法，各部分基本都会被考虑，只是不同泛函基组各有侧重和缺失，如B3LYP泛函不能描述色散作用，需要B3LYP-D3才能充分考虑色散作用。

二、计算结合能

Ø 结合能/吸附能公式：Ebind/abs(A&B)= E(A+B)-EA-EB

其中: Ebind/abs(A&B)为物种A和物种B之间的结合能或吸附能，E(A+B)为A与B结合状态的能量，EA和EB为物种A/B孤立状态的能量。

Ø 下面将以EC和H2O之间结合能的计算为案例

结合能公式为：Ebind(EC&H2O)= E(EC+H2O)-EEC-EH2O

也就是我们计算结合能，需要计算三个能量，E(EC+H2O)，EEC，EH2O。

Ø 此案例使用gaussian软件。注：小分子间结合能更适合使用gaussian量子化学计算软件。若计算小分子与金属晶体等大模型之间的结合能，适合VASP或MS等软件。

1.    计算所需文件介绍：

Ø 本文使用linux系统服务器计算，需要EC+H2O.gjf和submit两个文件，gjf为结构文件，submit为服务器提交需读取的文件，其中内容为提交节点，核数，任务名，gjf路径等信息，不同服务器编写不一致，此处不展示，在文末提供下载信息。仅介绍EC+H2O能量计算及输出文件信息分析，EEC和EH2O的计算文件也在文末提供下载信息。

Ø 结构模型与gjf文本如下所示：

建模：pubchem下载EC和H2O结构，再用gaussian view或MS等建模软件组合。

写gjf文本：第一行为最多占用存储48GB，第二行为核数96，第三行为生成1.chk文件，第四行#P为以详细方式输出信息，b3lyp为泛函，6-311g(d,p)，对于基组和泛函的选取，建议阅读Sobereva写的谈谈量子化学中基组的选择 ：http://sobereva.com/336。若要考虑溶剂模型，建议阅读：http://sobereva.com/327

2.    输出文件分析：

Ø 计算结束，输出log, chk, fchk文件，若只需要能量值，仅关注log文件即可，log文件包含这些常用的值：energy，LUMO，HOMO，Mulliken charge，Dipole moment，可gaussian view查找这些值，也可以文本查找，此处介绍从log文本查找：

（1）首先将log文件拉到末尾，红色框为名人名言，黄色框为JOB运行时间，中间没有error即为运行成功。

（2）Energy值从文末向上查找关键词“SCF Done:”，-418.921为能量值，单位为A.u. (也就是Ha)。

（3）LUMO值和HOMO值从文末向上查找关键词“occ”，occ的最后一个值为HOMO(-0.30222)，virt的第一个值为LUMO (0.01816)。单位为A.u. (也就是Ha)。

（4）Mulliken charge值从文末向上查找关键词“Mulliken charge”，其为各个原子的电荷值。

（5）Dipole moment值从文末向上查找关键词“Dipole moment”，3.6891为偶极矩值，单位为Debye。

最后，非常推荐初学者在 计算化学公社 学习计算基础知识，以及解决报错：http://bbs.keinsci.com/thread-4829-1-1.html。

此案例可发送“读懂&计算结合能” 至公众号“理算化学”或邮件（liruimin0187@link.tyut.edu.cn），人工回复，耐心等待。