NBO輸出文件各部分的含義詳解1-

1、 輸入文件格式:# rhf/3-21g opt freq pop=nbo nosymmTitle Card Required0 1C 0.71437973 0.01390306 0.00000000H 1.11626775 -0.45526573 0.87365134H 0.97599656 1.05142734 0.00000000H 1.11626775 -0.45526573 -0.87365134N -0.74929087 -0.12236280 0.00000000H -1.12488716 0.31611270 0.81649658H -1.12488716 0.31611270

2、-0.81649658下面是輸出文件中的NBO部分*Gaussian NBO Version 3.1* N A T U R A L A T O M I C O R B I T A L A N DN A T U R A L B O N D O R B I T A L A N A L Y S I S*Gaussian NBO Version 3.1* /RESON / : Allow strongly delocalized NBO setAnalyzing the SCF densityJob title: Title Card RequiredStorage needed: 2534 in N

3、PA, 3278 in NBO ( 6291268 availableNATURAL POPULATIONS: Natural atomic orbital occupanciesNAO Atom No lang Type(AO Occupancy Energy-1 C 1 S Cor( 1S 1.99896 -11.039752 C 1 S Val( 2S 1.08361 -0.270803 C 1 S Ryd( 3S 0.00067 1.954904 C 1 px Val( 2p 0.89003 -0.009515 C 1 px Ryd( 3p 0.00127 0.927906 C 1 p

4、y Val( 2p 1.21606 -0.067557 C 1 py Ryd( 3p 0.00065 1.039528 C 1 pz Val( 2p 1.24475 -0.083569 C 1 pz Ryd( 3p 0.00068 1.0149910 H 2 S Val( 1S 0.78333 0.1620611 H 2 S Ryd( 2S 0.00104 0.9424512 H 3 S Val( 1S 0.81568 0.1374513 H 3 S Ryd( 2S 0.00185 0.9501714 H 4 S Val( 1S 0.78333 0.1620615 H 4 S Ryd( 2S

5、0.00104 0.9424516 N 5 S Cor( 1S 1.99952 -15.2597417 N 5 S Val( 2S 1.39804 -0.6976018 N 5 S Ryd( 3S 0.00016 2.7229919 N 5 px Val( 2p 1.27653 -0.1769020 N 5 px Ryd( 3p 0.00090 1.5823821 N 5 py Val( 2p 1.87158 -0.3450322 N 5 py Ryd( 3p 0.00197 1.4821023 N 5 pz Val( 2p 1.36148 -0.1921024 N 5 pz Ryd( 3p

6、0.00070 1.6117725 H 6 S Val( 1S 0.63196 0.2229226 H 6 S Ryd( 2S 0.00113 0.9802427 H 7 S Val( 1S 0.63196 0.2229228 H 7 S Ryd( 2S 0.00113 0.98024這部分的含義如下NAO:自然原子軌道lang:原子軌道的類型Type:原子軌道的類型(Cor:內(nèi)層軌道;Val:價(jià)層軌道;Ryd:Rydberg軌道 Occupancy:占據(jù)這個(gè)軌道的電子數(shù)Energy:這個(gè)軌道的能級(jí),單位a.u.WARNING: 1 low occupancy (<1.9990e cor

7、e orbital found on C 1這個(gè)警告是:3S軌道能級(jí)高于3P軌道,所以可能不正確Summary of Natural Population Analysis:Natural PopulationNatural -Atom No Charge Core Valence Rydberg Total-C 1 -0.43667 1.99896 4.43445 0.00327 6.43667H 2 0.21563 0.00000 0.78333 0.00104 0.78437H 3 0.18247 0.00000 0.81568 0.00185 0.81753H 4 0.21563 0.

8、00000 0.78333 0.00104 0.78437N 5 -0.91088 1.99952 5.90763 0.00373 7.91088H 6 0.36691 0.00000 0.63196 0.00113 0.63309H 7 0.36691 0.00000 0.63196 0.00113 0.63309=* Total * 0.00000 3.99848 13.98834 0.01318 18.00000這個(gè)部分是各個(gè)原子的凈電荷綜述以及屬于各個(gè)原子或各型軌道的電子總數(shù)綜述Natural Charge:原子的凈電荷Core:屬于這個(gè)原子的所有內(nèi)層軌道的電子數(shù)Valence:屬于這

9、個(gè)原子的所有價(jià)層軌道的電子數(shù)Rydberg:屬于這個(gè)原子的所有Rydberg軌道的電子數(shù)Natural Population-Core 3.99848 ( 99.9620% of 4Valence 13.98834 ( 99.9167% of 14Natural Minimal Basis 17.98682 ( 99.9268% of 18Natural Rydberg Basis 0.01318 ( 0.0732% of 18-這個(gè)部分是不同軌道的電子布居綜述Core:這里指的是在所有內(nèi)層軌道中,應(yīng)該擁有4個(gè)電子,但是只擁有了3.998個(gè)電子Valence:這里指的是在所有價(jià)層軌道中,應(yīng)該擁

10、有14個(gè)電子,但是只擁有了13.98834個(gè)電子Natural Minimal Basis:全部內(nèi)層和價(jià)層軌道一共擁有17.98682個(gè)電子Natural Rydberg Basis:全部Rydberg軌道一共擁有0.01318個(gè)電子Atom No Natural Electron Configuration-C 1 core2S( 1.082p( 3.35H 2 1S( 0.78H 3 1S( 0.82H 4 1S( 0.78N 5 core2S( 1.402p( 4.51H 6 1S( 0.63H 7 1S( 0.63這個(gè)部分是各個(gè)原子軌道上所含的電子數(shù)NATURAL BOND ORBIT

11、AL ANALYSIS:Occupancies Lewis Structure Low HighOcc. - - occ occCycle Thresh. Lewis Non-Lewis CR BD 3C LP (L (NL Dev=1(1 1.90 17.94645 0.05355 2 6 0 1 0 0 0.03-這個(gè)部分是此次NBO分析的總論。Structure accepted: No low occupancy Lewis orbitals結(jié)構(gòu)可以接受。cycle:不知道什么意思o(jì)cc. Thresh:the occupancy threshold for a 'good&#

12、39; pair(哪位高人知道什么意思? WARNING: 1 low occupancy (<1.9990e core orbital found on C 1這個(gè)警告是:3S軌道能級(jí)高于3P軌道,所以可能不正確-Core 3.99848 ( 99.962% of 4Valence Lewis 13.94797 ( 99.628% of 14= =Total Lewis 17.94645 ( 99.702% of 18-Valence non-Lewis 0.04352 ( 0.242% of 18Rydberg non-Lewis 0.01003 ( 0.056% of 18= =T

13、otal non-Lewis 0.05355 ( 0.298% of 18-Lewis和non-Lewis電子數(shù)。所謂Lewis,就是Col+Val電子(Occupancy Bond orbital/ Coefficients/ Hybrids- 1. (1.99361 BD ( 1 C 1 - H 2( 60.93% 0.7806* C 1 s( 25.79%p 2.88( 74.21%0.0001 0.5079 -0.0045 0.2882 0.0006-0.3987 0.0024 0.7071 -0.0088( 39.07% 0.6250* H 2 s(100.00%1.0000 0.0

14、0062. (1.99854 BD ( 1 C 1 - H 3( 59.78% 0.7732* C 1 s( 26.22%p 2.81( 73.78%0.0002 0.5120 -0.0060 0.2390 0.00570.8250 -0.0047 0.0000 0.0000( 40.22% 0.6342* H 3 s(100.00%1.0000 0.00363. (1.99361 BD ( 1 C 1 - H 4( 60.93% 0.7806* C 1 s( 25.79%p 2.88( 74.21%0.0001 0.5079 -0.0045 0.2882 0.0006-0.3987 0.00

15、24 -0.7071 0.0088( 39.07% 0.6250* H 4 s(100.00%1.0000 0.00064. (1.99887 BD ( 1 C 1 - N 5( 39.92% 0.6319* C 1 s( 22.24%p 3.50( 77.76%0.0003 0.4710 0.0245 -0.8805 -0.0290 -0.0369 -0.0100 0.0000 0.0000( 60.08% 0.7751* N 5 s( 32.16%p 2.11( 67.84%0.0001 0.5671 -0.0012 0.8211 -0.0003 0.0649 -0.0068 0.0000

16、 0.00005. (1.99540 BD ( 1 N 5 - H 6( 68.48% 0.8275* N 5 s( 27.26%p 2.67( 72.74%0.0000 0.5221 0.0008 -0.3831 -0.0154 0.2835 -0.0054 0.7070 0.0093( 31.52% 0.5614* H 6 s(100.00%1.0000 0.00196. (1.99540 BD ( 1 N 5 - H 7( 68.48% 0.8275* N 5 s( 27.26%p 2.67( 72.74%0.0000 0.5221 0.0008 -0.3831 -0.0154 0.28

17、35 -0.0054 -0.7070 -0.0093( 31.52% 0.5614* H 7 s(100.00%1.0000 0.00197. (1.99896 CR ( 1 C 1 s(100.00%p 0.00( 0.00%1.0000 -0.0003 0.0000 0.0001 0.0000 -0.0001 0.0000 0.0000 0.00008. (1.99952 CR ( 1 N 5 s(100.00%p 0.00( 0.00%1.0000 -0.0001 0.0000 -0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00009. (1.97253 L

18、P ( 1 N 5 s( 13.30%p 6.52( 86.70%0.0000 0.3646 -0.0003 -0.1795 0.0022 -0.9135 0.0166 0.0000 0.000010. (0.00101 RY*( 1 C 1 s( 1.02%p97.05( 98.98%0.0000 -0.0109 0.1004 0.0286 -0.7302 0.0004 -0.6751 0.0000 0.000011. (0.00052 RY*( 2 C 1 s( 0.00%p 1.00(100.00%0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0

19、000 0.0125 0.999912. (0.00017 RY*( 3 C 1 s( 47.42%p 1.11( 52.58%0.0000 -0.0044 0.6886 0.0244 -0.4380 0.0070 0.5773 0.0000 0.000013. (0.00001 RY*( 4 C 1 s( 51.50%p 0.94( 48.50%14. (0.00104 RY*( 1 H 2 s(100.00%-0.0006 1.000015. (0.00186 RY*( 1 H 3 s(100.00%-0.0036 1.000016. (0.00104 RY*( 1 H 4 s(100.0

20、0%-0.0006 1.000017. (0.00133 RY*( 1 N 5 s( 2.31%p42.24( 97.69%0.0000 -0.0025 0.1521 -0.0047 0.0593 -0.0179 -0.9864 0.0000 0.000018. (0.00044 RY*( 2 N 5 s( 0.00%p 1.00(100.00%0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 -0.0132 0.999919. (0.00034 RY*( 3 N 5 s( 33.15%p 2.02( 66.85%0.0000 0.0129 0.

21、5757 -0.0075 0.8059 0.0108 0.1370 0.0000 0.000020. (0.00002 RY*( 4 N 5 s( 64.56%p 0.55( 35.44%21. (0.00113 RY*( 1 H 6 s(100.00%-0.0019 1.000022. (0.00113 RY*( 1 H 7 s(100.00%-0.0019 1.000023. (0.00734 BD*( 1 C 1 - H 2( 39.07% 0.6250* C 1 s( 25.79%p 2.88( 74.21%-0.0001 -0.5079 0.0045 -0.2882 -0.00060

22、.3987 -0.0024 -0.7071 0.0088( 60.93% -0.7806* H 2 s(100.00%-1.0000 -0.000624. (0.01975 BD*( 1 C 1 - H 3( 40.22% 0.6342* C 1 s( 26.22%p 2.81( 73.78%-0.0002 -0.5120 0.0060 -0.2390 -0.0057-0.8250 0.0047 0.0000 0.0000( 59.78% -0.7732* H 3 s(100.00%-1.0000 -0.003625. (0.00734 BD*( 1 C 1 - H 4( 39.07% 0.6

23、250* C 1 s( 25.79%p 2.88( 74.21%-0.0001 -0.5079 0.0045 -0.2882 -0.00060.3987 -0.0024 0.7071 -0.0088( 60.93% -0.7806* H 4 s(100.00%-1.0000 -0.000626. (0.00020 BD*( 1 C 1 - N 5( 60.08% 0.7751* C 1 s( 22.24%p 3.50( 77.76%0.0003 0.4710 0.0245 -0.8805 -0.0290-0.0369 -0.0100 0.0000 0.0000( 39.92% -0.6319*

24、 N 5 s( 32.16%p 2.11( 67.84%0.0001 0.5671 -0.0012 0.8211 -0.00030.0649 -0.0068 0.0000 0.000027. (0.00445 BD*( 1 N 5 - H 6( 31.52% 0.5614* N 5 s( 27.26%p 2.67( 72.74%0.0000 -0.5221 -0.0008 0.3831 0.0154-0.2835 0.0054 -0.7070 -0.0093( 68.48% -0.8275* H 6 s(100.00%-1.0000 -0.001928. (0.00445 BD*( 1 N 5

25、 - H 7( 31.52% 0.5614* N 5 s( 27.26%p 2.67( 72.74%0.0000 -0.5221 -0.0008 0.3831 0.0154-0.2835 0.0054 0.7070 0.0093( 68.48% -0.8275* H 7 s(100.00%-1.0000 -0.0019第一行第一項(xiàng)是該軌道上的電子占有數(shù)目。第一行第二項(xiàng)是軌道類型:BD 是雙中心鍵,CR 是單中心核鍵,LP 是單中心價(jià)鍵,RY*是單中心Rydberg 鍵,BD*是雙中心反鍵第一行第三項(xiàng)是:1、2、3分別表示第一個(gè)鍵,第二個(gè)鍵,第三個(gè)鍵第一行第四項(xiàng)是相關(guān)的原子。然后以第4號(hào)鍵(C1

26、-N5為例解釋其余信息第二行和第五行表示的是原子軌道是如何組成分子軌道的。,括號(hào)中的百分?jǐn)?shù),指的是2125|0.3992|0.6008C N c c = 后面的詳細(xì)解釋表示的是3.50 2.1115150.632(0.775(C N C N sp sp =+ 第三四六七行分別詳細(xì)表達(dá)了分子軌道是如何由各個(gè)原子軌道組成的hC1 = 0.0003(1s C1 + 0.4710(2 sC1 + 0.0245(3s C1 0.8805(2 px C1 0.0290(3 px C1 0.0369(2 p y C1 0.0100(3 py C1 0.4710(2 s C1 0.8805(2 px C1 h

27、N 5 = 0.001(1s N 5 + 0.5671(2 s N 5 0.0012(3s N 5 +0.8211(2 px N 5 0.0003(3 px N 5 + 0.0649(2 p y N 5 0.0068(3 p y N 5 0.5671(2 s N 5 + 0.8211(2 px N 5 如果歸結(jié)于這個(gè)公式 AB = cA hA + cB hB * = cB hA c A hB AB 該鍵可寫為 C1 N 5 = cC1hC1 + cN 5 hN 5 NHO Directionality and "Bond Bending" (deviations from

28、line of nuclear centers Thresholds for printing: angular deviation > 1.0 degree hybrid p-character > 25.0% orbital occupancy Line of Centers -NBO 1. BD ( 2. BD ( 3. BD ( 4. BD ( 5. BD ( 6. BD ( 9. LP ( 1 C 1 C 1 C 1 C 1 N 1 N 1 N 1 - H 1 - H 1 - H 1 - N 5 - H 5 - H 5 2 3 4 5 6 7 Theta Phi Thet

29、a > 0.10e Hybrid 2 -Theta -Phi -Dev -Dev 1.7 3.2 1.7 2.0 2.8 2.8 -Hybrid 1 -Phi = 36.2 308.3 90.0 70.2 143.8 308.3 90.0 184.9 34.4 140.1 145.6 140.1 -35.1 306.1 90.0 73.4 144.9 306.1 90.0 182.9 34.1 145.1 145.9 145.1 90.0 258.8 這個(gè)部分是各個(gè)鍵的偏移扭曲角，全部以極坐標(biāo)來表示，單位是度。極坐標(biāo)的極軸是兩個(gè)原子核的連線 Thresholds for printing

30、：低于一下這些設(shè)定值的鍵將不予顯示，如下 angular deviation：角度偏差小于一度。 hybrid p-character：p型軌道所占的比例小于百分之二十五 orbital occupancy：該軌道上的電子數(shù)小于零點(diǎn)一 Line of Centers：表示理想狀況下極坐標(biāo)的和。 Hybrid 1和Hybrid 2：表示在雜化情況下新極坐標(biāo)的新和新，以及偏移的角度Dev。 Second Order Perturbation Theory Analysis of Fock Matrix in NBO Basis Threshold for printing: Donor NBO (

31、i within unit 1 1. BD ( 1. BD ( 2. BD ( 3. BD ( 3. BD ( 5. BD ( 5. BD ( 6. BD ( 6. BD ( 7. CR ( 7. CR ( 1 C 1 C 1 C 1 C 1 C 1 N 1 N 1 N 1 N 1 C 1 C 1 - H 1 - H 1 - H 1 - H 1 - H 5 - H 5 - H 5 - H 5 - H 1 1 2 2 3 4 4 6 6 7 7 / 25. BD*( / 28. BD*( / 17. RY*( / 23. BD*( / 27. BD*( / 10. RY*( / 25. BD*(

32、 / 10. RY*( / 23. BD*( / 14. RY*( / 15. RY*( 1 C 1 N 1 N 1 C 1 N 1 C 1 C 1 C 1 C 1 H 1 H 1 - H 5 - H 5 1 - H 5 - H 1 1 - H 1 1 - H 2 3 2 4 2 6 4 7 0.62 3.28 0.93 0.62 3.28 0.58 2.22 0.58 2.22 1.57 1.40 1.40 1.39 2.19 1.40 1.39 1.79 1.53 1.79 1.53 11.98 11.99 0.026 0.060 0.040 0.026 0.060 0.029 0.052

33、 0.029 0.052 0.123 0.116 0.50 kcal/mol E(2 Acceptor NBO (j E(j-E(i F(i,j a.u. a.u. kcal/mol = 7. CR ( 7. CR ( 8. CR ( 8. CR ( 8. CR ( 8. CR ( 9. LP ( 9. LP ( 9. LP ( 1 C 1 C 1 N 1 N 1 N 1 N 1 N 1 N 1 N 1 1 5 5 5 5 5 5 5 / 16. RY*( / 19. RY*( / 10. RY*( / 12. RY*( / 21. RY*( / 22. RY*( / 23. BD*( / 2

34、4. BD*( / 25. BD*( 1 H 3 N 1 C 3 C 1 H 1 H 1 C 1 C 1 C 4 5 1 1 6 7 1 - H 1 - H 1 - H 2 3 4 1.57 0.58 1.48 0.97 0.71 0.71 1.81 10.87 1.81 11.98 13.09 16.24 16.66 16.24 16.24 1.13 1.11 1.13 0.123 0.078 0.138 0.113 0.096 0.096 0.041 0.098 0.041 這一部分反映了不同原子間電子的得失情況以及基于二階微擾理論的“2e穩(wěn)定化能”。一部分電子從占據(jù)軌道 竄躍到空軌道，這

35、樣可以使得整個(gè)體系能量降低。這種降低來源于電子的離域化。公式如下（i為供電子軌道， j為得電子軌道） E (2 = Ei j = qi ( Fi ,2j /( j i 公式中，qi是供電子軌道上的電子數(shù)。i和j分別是兩個(gè)軌道的能級(jí)。i和j和Fi,j都是NBO Fock矩陣元。 * 本例中， nN CH 提供了最強(qiáng)的“2e穩(wěn)定化能”。 Natural Bond Orbitals (Summary: Principal Delocalizations NBO Molecular unit 1. BD ( 2. BD ( 3. BD ( 4. BD ( 5. BD ( 6. BD ( 7. CR (

36、 8. CR ( 9. LP ( 10. RY*( 11. RY*( 12. RY*( 13. RY*( 14. RY*( 15. RY*( 16. RY*( 17. RY*( 18. RY*( 19. RY*( 20. RY*( 21. RY*( 22. RY*( 23. BD*( 24. BD*( 25. BD*( 26. BD*( 27. BD*( 28. BD*( 1 C 1 C 1 C 1 C 1 N 1 N 1 C 1 N 1 N 1 C 2 C 3 C 4 C 1 H 1 H 1 H 1 N 2 N 3 N 4 N 1 H 1 H 1 C 1 C 1 C 1 C 1 N 1 N 1 (CH5N 1 - H 1 - H 1 - H 1 - N 5 - H 5