将Multiwfn计算的键级直接标注在分子结构图上的方法

将Multiwfn计算的键级直接标注在分子结构图上的方法

The way of directly labelling bond orders calculated by Multiwfn on molecular structure map

文/Sobereva@北京科音  2019-Dec-4

有人在Multiwfn中文论坛上问怎么把Multiwfn计算的键级直接标注在分子结构图上，以便于直观观看。将Multiwfn与GaussView结合使用就可以很方便地实现这一点，在本文介绍一下。读者必须使用2019-Dec-4及以后更新的Multiwfn版本，可以在其官网http://sobereva.com/multiwfn免费下载。GaussView必须用>=6.0的版本，本文用的是GaussView 6.0.16。如果不了解Multiwfn，看《Multiwfn FAQ》（http://sobereva.com/452），如果不了解键级的概念，看此文中关于键级的部分：《Multiwfn支持的分析化学键的方法一览》（http://sobereva.com/471）。

我们这里用Multiwfn自带的一个环庚三烯分子为例进行演示，用拉普拉斯键级。对其它分子、其它键级过程都一样。

启动Multiwfn，然后输入
examples\cycloheptatriene.fch
9  //键级计算
8  //拉普拉斯键级
y  //将键级矩阵导出为当前目录下的bndmat.txt
0  //返回主菜单
1000  //隐藏选项
13  //将当前目录下的bndmat.txt转化为带有键级信息的Gaussian输入文件

当前目录下此时产生了一个名为gau.gjf文件，内容如下
#P B3LYP/6-31G* geom=connectivity

Generated by Multiwfn

  0  1
[坐标部分略]
 
       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

可见，在坐标部分后头有原子连接关系段落，当前记录的正是bndmat.txt里的键级数值。只有被Multiwfn判断为键连的原子间才在这里记录了键级数值。如果你用的输入文件是.mol、.mol2等本身就带有连接关系的文件，连接关系与此文件里记录的将一致；如果用的是.fch、.wfn、.molden作为输入文件，则连接关系是Multiwfn根据原子间距离自动猜的，详见《谈谈原子间是否成键的判断问题》（http://sobereva.com/414）。

然后，将gau.gjf载入GaussView，进入Results - Bond properties，把Name改成Bond order，选上Show Numbers和Show Colors复选框。之后再按Ctrl+D打开Display Format界面，恰当调整文字标签，就看到下图的效果了。可见各个键的键级一目了然，不仅通过文字标注了，还通过颜色体现了（越绿键级越大、越红键级越小）。PS：建议在Display Format界面的Molecule标签页里把Scale Radii by改小使得原子球变小，避免遮挡标签。

顺带一提，Multiwfn算的原子电荷也可以直观地展现在结构图上，参看《使用Multiwfn+VMD以原子着色方式表现原子电荷、自旋布居、电荷转移、简缩福井函数》（http://sobereva.com/425）。