Author Topic: Interpretation of NBO analysis: Bug or stupid user?  (Read 11542 times)

slackenerny

  • Jr. Member
  • **
  • Posts: 12
  • Karma: +0/-0
Interpretation of NBO analysis: Bug or stupid user?
« on: May 02, 2008, 11:28:08 AM »
Hi everyone,

I did a "$pop nbo AO ab atoms 1,2,4" on a system I'm calculating, and find the results confusing.
I'll give you a short example.

Quote
*********************
*** Total density ***
*********************
The following atoms are selected
iat=   1
iat=   2
iat=   4

 Nr Atom            Natural Electron Configuration
--------------------------------------------------
   1 se   [core]        4s( 1.85) 4p( 5.35) 5p( 0.01) 4d( 0.05)                                     
   2 mn   [core]        4s( 0.52) 4p( 0.03) 3d( 5.54) 4d( 0.03)                                     
   4 mn   [core]        4s( 0.52) 4p( 0.03) 3d( 5.55) 4d( 0.03)                                     

NATURAL POPULATIONS:  Natural atomic orbital occupancies

NAO   Atom  #       Type(AO)   Occupancy
----------------------------------------
 [snip]
   49 mn    2 s    Cor(1s)        2.00000
   50 mn    2 s    Cor(2s)        2.00000
   51 mn    2 s    Cor(3s)        1.99919
   52 mn    2 s    Val(4s)        0.51828
   53 mn    2 s    Ryd            0.00401
   54 mn    2 s    Ryd            0.00020
   55 mn    2 p    Cor(2px)       2.00000
   56 mn    2 p    Cor(2py)       2.00000
   57 mn    2 p    Cor(2pz)       2.00000
   58 mn    2 p    Cor(3px)       1.99911
   59 mn    2 p    Cor(3py)       1.99911
   60 mn    2 p    Cor(3pz)       1.99910
   61 mn    2 p    Ryd            0.01140
   62 mn    2 p    Ryd            0.01273
   63 mn    2 p    Ryd            0.00928
   64 mn    2 p    Ryd            0.00010
   65 mn    2 p    Ryd            0.00008
   66 mn    2 p    Ryd            0.00014
   67 mn    2 d    Val(3dz2)      1.08546
   68 mn    2 d    Val(3dxz)      1.10647
   69 mn    2 d    Val(3dyz)      1.15264
   70 mn    2 d    Val(3dxy)      1.08015
   71 mn    2 d    Val(3dx2-y2)   1.12018
   72 mn    2 d    Ryd            0.00349
   73 mn    2 d    Ryd            0.00589
   74 mn    2 d    Ryd            0.00528
   75 mn    2 d    Ryd            0.00691
   76 mn    2 d    Ryd            0.00816
   77 mn    2 d    Ryd            0.00030
   78 mn    2 d    Ryd            0.00027
   79 mn    2 d    Ryd            0.00031
   80 mn    2 d    Ryd            0.00026
   81 mn    2 d    Ryd            0.00025
   82 mn    2 d    Ryd            0.00001
   83 mn    2 d    Ryd            0.00001
   84 mn    2 d    Ryd            0.00001
   85 mn    2 d    Ryd            0.00001
   86 mn    2 d    Ryd            0.00001
   87 mn    2 f    Ryd            0.00001
   88 mn    2 f    Ryd            0.00002
   89 mn    2 f    Ryd            0.00001
   90 mn    2 f    Ryd            0.00001
   91 mn    2 f    Ryd            0.00001
   92 mn    2 f    Ryd            0.00001
   93 mn    2 f    Ryd            0.00002
This is all fine. It's a highspin Mn2+, exactly what I wanted.

Now for the second part:

Quote
***********************************
*** Spin density (Dalpha-Dbeta) ***
***********************************
The following atoms are selected
iat=   1
iat=   2
iat=   4

 Nr Atom            Natural Electron Configuration
--------------------------------------------------
   1 se   [core]                                                                                   
   2 mn   [core]        3d( 0.03)                                                                   
   4 mn   [core]        3d( 4.29) 4d( 0.01)                                                         

NATURAL POPULATIONS:  Natural atomic orbital occupancies

NAO   Atom  #       Type(AO)   Occupancy
----------------------------------------
 [snip]

   49 mn    2 s    Cor(1s)        0.02547
   50 mn    2 s    Cor(2s)        0.00084
   51 mn    2 s    Cor(3s)        0.00000
   52 mn    2 s    Val(4s)       -0.00047
   53 mn    2 s    Ryd           -0.00118
   54 mn    2 s    Ryd           -0.03588
   55 mn    2 p    Cor(2px)       0.00663
   56 mn    2 p    Cor(2py)       0.00656
   57 mn    2 p    Cor(2pz)       0.00623
   58 mn    2 p    Cor(3px)       0.00001
   59 mn    2 p    Cor(3py)       0.00002
   60 mn    2 p    Cor(3pz)      -0.00002
   61 mn    2 p    Ryd           -0.00327
   62 mn    2 p    Ryd           -0.00326
   63 mn    2 p    Ryd           -0.00343
   64 mn    2 p    Ryd           -0.06484
   65 mn    2 p    Ryd           -0.06932
   66 mn    2 p    Ryd      ridft ended normally
      -0.06802
   67 mn    2 d    Val(3dz2)      0.00248
   68 mn    2 d    Val(3dxz)      0.01485
   69 mn    2 d    Val(3dyz)      0.00415
   70 mn    2 d    Val(3dxy)      0.00092
   71 mn    2 d    Val(3dx2-y2)   0.00427
   72 mn    2 d    Ryd            0.00001
   73 mn    2 d    Ryd            0.00001
   74 mn    2 d    Ryd           -0.00003
   75 mn    2 d    Ryd           -0.00002
   76 mn    2 d    Ryd           -0.00003
   77 mn    2 d    Ryd           -0.00141
   78 mn    2 d    Ryd            0.00014
   79 mn    2 d    Ryd           -0.00016
   80 mn    2 d    Ryd           -0.00084
   81 mn    2 d    Ryd           -0.00039
   82 mn    2 d    Ryd           -0.86136
   83 mn    2 d    Ryd           -0.84990
   84 mn    2 d    Ryd           -0.77574
   85 mn    2 d    Ryd           -0.88270
   86 mn    2 d    Ryd           -0.83589
   87 mn    2 f    Ryd            0.00000
   88 mn    2 f    Ryd            0.00000
   89 mn    2 f    Ryd            0.00000
   90 mn    2 f    Ryd            0.00000
   91 mn    2 f    Ryd            0.00000
   92 mn    2 f    Ryd            0.00000
   93 mn    2 f    Ryd            0.00000

The way I understand it, the Spin Density should either be 0 or close to +1 or -1, but never ever larger than the total density. For my Mn, I expected 0 everywhere, and +1/-1 in the valence d-shells (67-71). But if you have a look at the second quotation, the spin density seems to be located in Ryd orbitals (82-86), where no total density was shown at all.

Either I'm misinterpreting the results, or I've found some kind of weird bug...

Mike

P.S.: A second Mn in my system shows perfectly normal behaviour...

slackenerny

  • Jr. Member
  • **
  • Posts: 12
  • Karma: +0/-0
Re: Interpretation of NBO analysis: Bug or stupid user?
« Reply #1 on: May 02, 2008, 01:11:28 PM »
I just realised, that this posting does not belong into this forum, as it's not a define problem... Maybe someone could move it...
« Last Edit: May 02, 2008, 04:35:27 PM by slackenerny »

slackenerny

  • Jr. Member
  • **
  • Posts: 12
  • Karma: +0/-0
Re: Interpretation of NBO analysis: Bug or stupid user?
« Reply #2 on: May 02, 2008, 03:04:58 PM »
I had a closer look at another system, that differed in geometry, but is otherwise equal (I've been scanning the energy surface).

What I find is: If I do the calculation on the highspin system, I get what I expect (spin density in VAL orbitals). When I calculate the properties for a broken symmetry system (generated via "flip" command), I get the result presented above.

christof.haettig

  • Global Moderator
  • Sr. Member
  • *****
  • Posts: 291
  • Karma: +0/-0
    • Hattig's Group at the RUB
Re: Interpretation of NBO analysis: Bug or stupid user?
« Reply #3 on: June 02, 2008, 05:55:20 PM »
You should send a bug report to the turbomole help desk.

Christof

slackenerny

  • Jr. Member
  • **
  • Posts: 12
  • Karma: +0/-0
Re: Interpretation of NBO analysis: Bug or stupid user?
« Reply #4 on: June 04, 2008, 12:17:01 AM »
After just one month... :D

All done by the way...

uwe

  • Global Moderator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 560
  • Karma: +0/-0
Re: Interpretation of NBO analysis: Bug or stupid user?
« Reply #5 on: June 04, 2008, 11:43:10 AM »
Hi,

two issues:

  • NBO unfortunately prints out a spin-density part also for closed shell inputs if post-SCF methods like MP2, CC2, TDDFT are used. Since there is no spin-density for RHF, the numbers there are meaningless and should be ignored.
  • Spin flip seems to be buggy in some cases, bug report has been sent to the developers.

Please note that this is the user forum, not the support. If you have technical problems with Turbomole or if something looks like a bug, please contact the support directly: turbomole at cosmologic de. Did you actually send that to the Support? I can not remember having received anything related to NBO and spin flip.

Regards,

Uwe