‍：DMol3 模块介绍DMol3 是 Cerius2 和 Materials Studio 的量子化学模块之一，进行密度泛函计算，适合于用户研究化学，化工，医药，材料科学以及固体物理方面的问题
当前版本 DMol3 可以模拟气相、溶液，表面以及固体环境中的过程
DMol3 在同类软件中以速度著称，被认为是世界上最快的量子力学从头计算代码之一主要功能：1. 任务类型：限制和非限制 DFT 计算，预测结构和能量，搜索和优化过渡态，图形显示反应路径，内坐标几何优化，计算频率，简正振动的动画，量子分子动力学与退火模拟，扫描势能曲面
2. 泛函：局域 DFT（PWC，VWN，JMW，KS），GGA DFT（PW91，BLYP，BP，BOP，PBE，VWN-BP，RPBE，HCTH），用于快速计算的 Harris 泛函
3. 基组：数值 AO 基组（最小基组，DN，DND，DNP），相对论有效核势和标量相对论全电子基组，有效核赝势，全电子相对论与 DFT 半核赝势
4. 重新开始任务选项：用矢量或密度重新开始 SCF，重新开始几何优化和频率计算，选择 CPU 数量，指定服务器，监视几何优化的能量和梯度，升级结构，杀死远程服务器的任务
5. 特性：紫外/可见光谱，显示红外光谱，Mulliken/Hirshfeld/ESP 电荷，偶极矩，Fukui指数，核电场梯度，键级分析，生成热，自由能，焓，熵，热容，ZPVE，COSMO 溶剂计算，显示分子的轨道、电荷、自旋以及形变密度，显示 Fukui 函数，计算费米能级的态密度，产生 3D 轮廓图和 2D 截面图，COSMO-RS 计算化工特性（溶解度，蒸气压，熔解热）
6. 其它：固体的多个 k-点，实空间截点，使用对称性，SCF 选项：DIIS，密度混合，轨道模糊（smearing）
7. 可以很容易地设置自旋态，用于模拟磁性体系
注：部分功能不包含在图形用户界面中，需要修改产生的输入文件
Dmol3 是与 CASTEP 齐名的 MS 招牌模块，功能十分强大
通常情况下我们都是将其作为最精确的几何优化模块对 COF 的单体或晶胞进行几何优化，再与其他模块联用
单独用DMol 分析问题的机会不多
在本节，我们将单独采用 Dmol3 模块对一种带有颜色的有机互变异构体进行分析
首先绘制结构片段 Yellow，该结构含分子内氢键，且带有黄颜色
再绘制结构片段 Red，该结构带有红颜色，且在温和条件下两者可以互相转化
两片段均经过 DMol3 进行几何优化
首先我们用 DMol3 的过渡态搜索功能寻找 Yellow 转化为 Red 时的过渡态及势垒大小
打开 Tool 中的 Reaction Preview 工具
将 Yellow 设为反应物而 Red 设为产物，点击 Match 则开始原子配对，选择 Auto Find 则程序自行配对原子，剩下的可由手工配对
完成后点击Preview，则生一个名为 Yellow-Red.xtd 的动画文件
激活该 xtd 文件，选择 DMol3 中的 TS Search 任务，如图，泛函选择 GGA BP，并在 More 中选择 Search protocol 方法为 Complete LST/QST，并在属性中选择频率项运行
在运行过程中 Dmol3 会实时显示过渡态的搜索状态约经过一小时，任务完成
在输出文件 TS.outmol 中，搜索 Energy of barrier，得到如下结果Energy of reactant : -631.4972391 HaEnergy of product : -631.4923585 HaEnergy of transition state : -631.4921761 HaLocation of transition state : 0.84529Energy of reaction : 3.063 kcal/molEnergy of barrier : 3.177 kcal/mol可见反应的过渡态已被成功搜索到，势垒比较小，这与实验事实比较相符
在输出文件夹内的 xsd 文件内的结构既是过渡态，对其进行振动分析发现存在两个虚频-761.6 及-23.14，选择动画输出，-761.6 的虚频对应如下振动-23.14 的虚频对应如下振动再对 Yellow 与 Red 进行光谱计算，以下是 Red 的吸收谱以下是 Yellow 的吸收谱可见 Yellow 的在可见光波段的吸收较 Red 向蓝端移动，查阅补色表后可以确认其平移范围 与红黄间的波长差大致相当
未完待续，记得关注