將Multiwfn計算的鍵級直接標注在分子結構圖上的方法

將Multiwfn計算的鍵級直接標注在分子結構圖上的方法

文/Sobereva@北京科音  2019-Dec-4

有人在Multiwfn中文論壇上問怎么把Multiwfn計算的鍵級直接標注在分子結構圖上，以便于直觀觀看。將Multiwfn與GaussView結合使用就可以很方便地實現這一點，在本文介紹一下。讀者必須使用2019-Dec-4及以后更新的Multiwfn版本，可以在其官網http://www.shanxitv.org/multiwfn免費下載。GaussView必須用>=6.0的版本，本文用的是GaussView 6.0.16。如果不了解Multiwfn，看《Multiwfn FAQ》（http://www.shanxitv.org/452），如果不了解鍵級的概念，看此文中關于鍵級的部分：《Multiwfn支持的分析化學鍵的方法一覽》（http://www.shanxitv.org/471）。

我們這里用Multiwfn自帶的一個環庚三烯分子為例進行演示，用拉普拉斯鍵級。對其它分子、其它鍵級過程都一樣。

啟動Multiwfn，然后輸入
examples\cycloheptatriene.fch
9  //鍵級計算
8  //拉普拉斯鍵級
y  //將鍵級矩陣導出為當前目錄下的bndmat.txt
0  //返回主菜單
1000  //隱藏選項
13  //將當前目錄下的bndmat.txt轉化為帶有鍵級信息的Gaussian輸入文件

當前目錄下此時產生了一個名為gau.gjf文件，內容如下
#P B3LYP/6-31G* geom=connectivity

Generated by Multiwfn

  0  1
[坐標部分略]
 
       1       2  1.7363       4  1.3325       8  0.8040
       2       3  1.3325       9  0.8040
       3       5  1.8425      10  0.7980
       4       6  1.8425      11  0.7980
       5       7  1.0773      12  0.8094
       6       7  1.0773      13  0.8094
       7      14  0.7693      15  0.7903
       8
       9
      10
      11
      12
      13
      14
      15

可見，在坐標部分后頭有原子連接關系段落，當前記錄的正是bndmat.txt里的鍵級數值。只有被Multiwfn判斷為鍵連的原子間才在這里記錄了鍵級數值。如果你用的輸入文件是.mol、.mol2等本身就帶有連接關系的文件，連接關系與此文件里記錄的將一致；如果用的是.fch、.wfn、.molden作為輸入文件，則連接關系是Multiwfn根據原子間距離自動猜的，詳見《談談原子間是否成鍵的判斷問題》（http://www.shanxitv.org/414）。

然后，將gau.gjf載入GaussView，進入Results - Bond properties，把Name改成Bond order，選上Show Numbers和Show Colors復選框。之后再按Ctrl+D打開Display Format界面，恰當調整文字標簽，就看到下圖的效果了。可見各個鍵的鍵級一目了然，不僅通過文字標注了，還通過顏色體現了（越綠鍵級越大、越紅鍵級越小）。PS：建議在Display Format界面的Molecule標簽頁里把Scale Radii by改小使得原子球變小，避免遮擋標簽。

順帶一提，Multiwfn算的原子電荷也可以直觀地展現在結構圖上，參看《使用Multiwfn+VMD以原子著色方式表現原子電荷、自旋布居、電荷轉移、簡縮福井函數》（http://www.shanxitv.org/425）。