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Chimica - Il modo più semplice (software) per visualizzare la densità di carica da un file .xyz con cariche puntiformi?

Questo tutorial è stato approvato da specialisti, quindi la veridicità del nostro post è garantita.

Soluzione:

Soluzione 1:

Dopo aver calcolato con successo il potenziale elettrostatico di superficie, molden permette di visualizzarlo in una forma come

Immettere la descrizione dell'immagine qui

(fonte)

Un tutorial passo-passo, spero ancora funzionale, è questo. (Il mio ultimo contatto con Molden risale già a qualche anno fa).

Soluzione 2:

Ho trovato un modo semplice per farlo tramite Molden:

  1. Aprire il file .xyz tramite Molden: gmolden myfile.xyz
    1. Fare clic sul pulsante "Crea superfici ... ecc. Immettere la descrizione dell'immagine qui
    2. Fare clic su Solv. Superficie acc.
    3. Fare clic su Elec. Pot. Mappato
    4. Fare nuovamente clic sul pulsante "Crea superfici ... ecc.
    5. Fare clic su Oneri derivati

(Per salvare la superficie, fare nuovamente clic sul pulsante "Crea superfici...", quindi su "Scrivi superficie" e assegnare un nome al file).

Ho ottenuto una visualizzazione come questa:

Immettere la descrizione dell'immagine qui

Tuttavia, non è così bella come vorrei, quindi se qualcuno invia una risposta con qualcosa che assomiglia di più al mio esempio dell'acqua, gliene sarei grato.


Soluzione 3:

Penso che questa possa essere considerata una risposta separata, utilizzando VMD.

Ho convertito il file .xyz in formato .pdb (o almeno in qualche variante della convenzione rigorosa). Il file appare quindi come di seguito. Le colonne sono per lo più arbitrarie, tranne le coordinate (colonne 7,8,9) e le cariche (colonna 11).

1) Ho caricato il file con VMD

2) Ho fatto clic (nella finestra principale) su Grafica ->
Rappresentazioni

3) Cliccare su Metodo di colorazione -> Beta (la colonna con le
cariche nel .pdb)

4) Fare clic su Metodo di disegno -> QuickSurf

5) Quindi
impostare le seguenti impostazioni: Risoluzione=0.5, Scala del raggio=0.5, Densità
Isovalue=0,5, Grid Spacing=0,5 e Surface Quality=Max.

6) Fare clic su
(nella finestra principale) Grafica -> Colori -> Scala colore (scheda)

7) Quindi impostare
queste impostazioni: Metodo=BWR, Offset=-0,03, Punto medio=0,00.

Ho ottenuto questa immagine:

Accuse parziali VMD

ATOM      1    N MOF F   1      -0.215  -3.612   1.014 14.00700 -0.98043 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM      2    N MOF F   1      -0.907  -3.663  -1.269 14.00700 -1.15928 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM      3    H MOF F   1      -1.020  -4.516  -1.239 1.00790 0.45173 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM      4    H MOF F   1       0.592  -3.533   3.408 1.00790 0.46605 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM      5    H MOF F   1       1.138  -4.069  -6.662 1.00790 0.12135 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM      6   Zn MOF F   1       1.049   0.362   1.462 65.39000 1.08557 1.988700 62.399227 2.461553
ATOM      7    C MOF F   1       0.826   0.806   4.183 12.01100 0.88512 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM      8    C MOF F   1       0.417   1.494   5.456 12.01100 -0.15826 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM      9    C MOF F   1      -0.186   2.734   5.458 12.01100 -0.03822 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     10    H MOF F   1      -0.320   3.185   4.658 1.00790 0.11123 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     11    N MOF F   1       3.030   0.215   1.014 14.00700 -0.98970 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     12    N MOF F   1       2.978   0.907  -1.269 14.00700 -1.32379 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     13    H MOF F   1       2.125   1.020  -1.239 1.00790 0.55292 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     14    H MOF F   1       3.108  -0.592   3.408 1.00790 0.59979 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     15    O MOF F   1       0.611   1.412   3.077 15.99980 -0.80546 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     16    O MOF F   1       1.326  -0.316   4.242 15.99980 -0.78673 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     17    C MOF F   1      -0.826  -0.806  -9.142 12.01100 0.93207 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     18    C MOF F   1      -0.417  -1.494  -7.869 12.01100 -0.11669 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     19    C MOF F   1       0.186  -2.734  -7.867 12.01100 -0.09239 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     20    H MOF F   1       0.320  -3.185  -8.666 1.00790 0.11624 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     21    O MOF F   1      -0.611  -1.412 -10.248 15.99980 -0.90874 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     22    O MOF F   1      -1.326   0.316  -9.083 15.99980 -0.83883 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     23    C MOF F   1      -0.487  -3.006  -0.183 12.01100 1.02987 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     24    C MOF F   1       0.218  -2.574   1.792 12.01100 1.08445 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     25    N MOF F   1      -0.287  -1.704  -0.139 14.00700 -0.55634 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     26    N MOF F   1       0.174  -1.421   1.164 14.00700 -0.66953 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     27    H MOF F   1      -1.063  -3.236  -1.999 1.00790 0.47914 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     28    N MOF F   1       0.588  -2.746   3.065 14.00700 -1.21993 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     29    H MOF F   1       0.822  -2.067   3.539 1.00790 0.53567 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     30   Zn MOF F   1      -1.049  -0.362  -1.462 65.39000 1.11531 1.988700 62.399227 2.461553
ATOM     31    C MOF F   1      -0.826  -0.806  -4.183 12.01100 0.93024 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     32    C MOF F   1      -0.417  -1.494  -5.456 12.01100 -0.16513 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     33    C MOF F   1       0.186  -2.734  -5.458 12.01100 -0.06813 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     34    H MOF F   1       0.320  -3.185  -4.658 1.00790 0.12591 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     35    C MOF F   1      -3.635  -0.487   0.183 12.01100 1.11280 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     36    C MOF F   1      -4.067   0.218  -1.792 12.01100 1.08992 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     37    N MOF F   1      -4.937  -0.287   0.139 14.00700 -0.66901 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     38    N MOF F   1      -5.220   0.174  -1.164 14.00700 -0.68365 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     39    N MOF F   1      -3.030  -0.215  -1.014 14.00700 -1.01056 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     40    N MOF F   1      -2.978  -0.907   1.269 14.00700 -1.37928 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     41    H MOF F   1      -3.406  -1.063   1.999 1.00790 0.46532 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     42    H MOF F   1      -2.125  -1.020   1.239 1.00790 0.59146 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     43    N MOF F   1      -3.896   0.588  -3.065 14.00700 -1.35982 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     44    H MOF F   1      -4.575   0.822  -3.539 1.00790 0.46237 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     45    H MOF F   1      -3.108   0.592  -3.408 1.00790 0.59502 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     46    O MOF F   1      -0.611  -1.412  -3.077 15.99980 -0.84629 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     47    O MOF F   1      -1.326   0.316  -4.242 15.99980 -0.78990 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     48    C MOF F   1       0.487   3.006   0.183 12.01100 1.05481 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     49    C MOF F   1      -0.218   2.574  -1.792 12.01100 1.07969 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     50    N MOF F   1       0.287   1.704   0.139 14.00700 -0.59652 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     51    N MOF F   1      -0.174   1.421  -1.164 14.00700 -0.65162 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     52    N MOF F   1       0.215   3.612  -1.014 14.00700 -0.98211 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     53    N MOF F   1       0.907   3.663   1.269 14.00700 -1.15390 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     54    H MOF F   1       1.063   3.236   1.999 1.00790 0.47225 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     55    H MOF F   1       1.020   4.516   1.239 1.00790 0.44830 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     56    N MOF F   1      -0.588   2.746  -3.065 14.00700 -1.19279 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     57    H MOF F   1      -0.822   2.067  -3.539 1.00790 0.51149 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     58    H MOF F   1      -0.592   3.533  -3.408 1.00790 0.45861 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     59    C MOF F   1       0.599  -3.311  -6.662 12.01100 -0.25368 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     60    C MOF F   1      -0.739  -0.894  -6.662 12.01100 -0.06065 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     61    H MOF F   1      -1.177  -0.074  -6.662 1.00790 0.13569 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     62    C MOF F   1       0.826   0.806   9.142 12.01100 0.92157 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     63    C MOF F   1       0.417   1.494   7.869 12.01100 -0.13626 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     64    C MOF F   1      -0.186   2.734   7.867 12.01100 -0.03347 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     65    H MOF F   1      -0.320   3.185   8.666 1.00790 0.09270 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     66    O MOF F   1       0.611   1.412  10.248 15.99980 -0.90075 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     67    O MOF F   1       1.326  -0.316   9.083 15.99980 -0.83647 0.851973 30.193174 3.118146
ATOM     68    C MOF F   1      -0.599   3.311   6.662 12.01100 -0.29931 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     69    H MOF F   1      -1.138   4.069   6.662 1.00790 0.13426 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     70    C MOF F   1       0.739   0.894   6.662 12.01100 -0.04864 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     71    H MOF F   1       1.177   0.074   6.662 1.00790 0.13042 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     72    C MOF F   1       3.635   0.487  -0.183 12.01100 1.07120 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     73    C MOF F   1       4.067  -0.218   1.792 12.01100 1.08532 1.288599 52.838055 3.430851
ATOM     74    N MOF F   1       4.937   0.287  -0.139 14.00700 -0.66095 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     75    N MOF F   1       5.220  -0.174   1.164 14.00700 -0.67297 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     76    H MOF F   1       3.406   1.063  -1.999 1.00790 0.45974 0.413835 22.141661 2.571134
ATOM     77    N MOF F   1       3.896  -0.588   3.065 14.00700 -1.35657 0.971573 34.722151 3.260689
ATOM     78    H MOF F   1       4.575  -0.822   3.539 1.00790 0.45717 0.413835 22.141661 2.571134

Soluzione 4:

Penso che il modo più semplice sia usare Multiwfn in combinazione con Jmol. Lì si può stimare/ricostruire l'ESP da cariche parziali.

Multiwfn

Caricare il file xyz con le cariche in Multiwfn, che dovrebbe riconoscere le cariche. In caso contrario, rimuovere le prime due righe e rinominare il file in file.chg.

  1. 5 Output and plot specific property within a spatial region (calc. grid data)
  2. 8 Electrostatic potential from nuclear charges
  3. 3 High quality grid , covering whole system, about 1728000 points in total
  4. 2 Export data to Gaussian cube file in current folder

Ora si dovrebbe avere un file chiamato nucleiesp.cubche è un file di cubo gaussiano.

La prossima cosa di cui avete bisogno è un file cubo che contenga la densità di elettroni. Dovrebbe essere possibile ottenerlo con NWChem. In caso contrario, ottenere in qualche modo un file molden e costruire il file cubo anche in Multiwfn usando 5 > 1 > 3 > 2.

Jmol

In Jmol si fa clic con il tasto destro del mouse nell'area nera e si sceglie la console. Lì si scrive semplicemente: load "path/to/files/geom.xyz"; isosurface myiso cutoff 0.002 "path/to/files/density.cub" map "path/to/files/nucleiesp.cub"; show $myiso; color $myiso "rwb"; color $myiso translucent
e si otterrà un'immagine come questa:

Immagine Jmol di ESP traslucido color RWB sulla densità elettronica

Questo è l'ESP traslucido di colore rosso-bianco-blu sulla densità di elettroni (isovalore 0,002).

Se non si dispone dell'opzione per ottenere la densità, è possibile utilizzare anche la SAS, la superficie accessibile, che si presenterà in questo modo:

load "D:/calculations/mwfn-charges2esp/geom.xyz"; isosurface myiso solvent map "D:/calculations/mwfn-charges2esp/nucleiesp.cub"; show $myiso; color $myiso "rwb"; color $myiso translucent

Immagine Jmol di ESP traslucido color RWB su SAS

PovRay

Un modo per ottenere belle immagini da Jmol è quello di renderizzarle con PoyRay, ma poiché non sono un esperto di Jmol, sono molto meno esperto di PovRay. Quindi il risultato è solo una sorta di "anteprima" di ciò che si ottiene senza alcuno sforzo.

Povray rendering versione di 2

Poiché non mi piacevano gli atomi grandi, ho cambiato la dimensione dell'atomo e il raggio della sfera nel file Jmol.pov come segue:

#macro a(X,Y,Z,RADIUS,R,G,B,T)
 sphere{,RADIUS/5
  pigment{rgbt}
  translucentFinish(T)
  clip()
  check_shadow()}
#end

che si traduce in un'immagine come questa:

Povray rendering versione di 2 con atomi/sfere ridimensionate

valutazioni e recensioni

Alla fine di questo articolo puoi trovare le note di altri creatori, hai anche la possibilità di mostrare le tue se ti piacciono.



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