Learn VASP The Hard Way (Ex-Bader):​Bader电荷分析的常见问题

2018-03-20



Ex-Bader2 Bader电荷分析的常见问题




最近又有人问Bader电荷的问题了,现在将大家关心的问题做个总结。

 

1 VTST的网站:


很多人反映打不开,这里大师兄又检查了一遍。 发现超链接给弄错了,很认真地给大家道个歉。

前面Bader计算的链接现在已经更新改正过来了,大家也可以直接点这个链接: 


http://theory.cm.utexas.edu/henkelman/code/bader/

 

Henkelman 课题组主页:

http://theory.cm.utexas.edu/henkelman/

 



2 电荷问题:

 

Bader电荷分析只是定性的辅助工具,得到的结果肯定也是定性的。大致分析原子上的带电情况即可,不要去较真小数点后多少位,一般来说小数点后两位就足够了。

 



3 ACF.dat 文件

 

ACF.dat 中的CHARGE那一列,对应的是每个原子上总的价电子数目。

 

划重点: 1)总的 2)价电子数目

 



4 如何判断原子的带电情况

 

你需要用CHARGE那列的数值去减去该原子对应的POTCAR 中的价电子数目。

 



5 怎么才能得到POTCAR中该原子的价电子数目呢?*

 

打开POTCAR,查找关键词:ZVAL ,后面对应的就是价电子数目,更方便点:

grep ZVAL POTCAR

 

划重点:不要以为自己元素周期表倒背如流就可以随便设定原子的价电子数目。

POTCAR中原子的价电子数目有些和周期表是一样的,比如H。

有些差别是很大的。比如:Europium [Xe]4f76s2,  Lanshipunvboshanyougatedihuoerdiuyilu 中的you

You有9个价电子,但POTCAR中有17个。

 



6 减完之后怎么分析?

 

如果一个原子POTCAR中的电子数为5.


1) ACF.dat中该原子对应的CHARGE为6.2 .   6.2-5=1.2, 这说明该原子得到了1.2个电子。虽然是+1.2,但它的化合价是-1.2价。

2) ACF.dat中该原子对应的CHARGE 为 4.3, 4.3 – 5 = -0.7, 说明该原子失去了0.7个电子,虽然是负值,但它的化合价是 + 0.7 价。

 

注意:这里我们说的化合价,是基于Bader电荷分析得到的。由于Bader电荷分析是一个经验性的定性分析工具,这些化合价的值只能用来参考判断体系中电子的转移情况。

大家千万不要把这里的化合价跟我们中学所学到的化合价的概念混淆了。因为大部分的情况下,bader电荷分析出来的化合价与我们在教科书里面所学到的化合价还是有区别的。




7 师兄,前面扯了那多么,直接用POTCAR中的价电子数减去CHARGE对应的不就更直接了?


是的,你很聪明:对应前面的例子:


    1) 5 – 6.2 = -1.2 说明该原子是-1.2价,得到了1.2个电子,

    2) 5 - 4.3 = 0.7 说明该原子是 +0.7 价,失去了0.7个电子。

 

所以得失电子和化学价是反着的。这点你能把握住,就会分析了。

 



8 总结:


Bader电荷分析并不神秘,你需要做的有两点:


    1) 去看VTST的官网,知道怎么去算,这个本人也讲过了,见: http://www.bigbrosci.com/newsitem/278134340


    2) 怎么通过得失电子判断原子的带电情况。ACF.dat中的CHARGE列,以及POTCAR中的价电子数。


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