# 调试代码之用，不用管
import sys;sys.path.append('d:/code/pywfn')

键の性质

所有的键性质计算器都包含在pywfn.bondprop子包下，其中的每一个模块封装了一种类型键性质计算器

其包含的模块有

• order 计算各种键级

emm，目前也就只包含计算键级 (lll￢ω￢)

每个模块下都有一个Calculator类，实例化时传入要计算的分子即可

键级

Mayer键级

计算所有原子的mayer键级，最经典的键级之一

计算公式

$$B{O}_{I,J}=\sum _{\mu \in I,\nu \in J}(PS{)}_{\mu \nu }(PS{)}_{\nu \mu }$$

示例代码

from pywfn.base import Mole
from pywfn.reader import LogReader
from pywfn.bondprop import order

mol=Mole(LogReader('./mols/C6H6.out'))
caler=order.Calculator(mol)
bonds,orders=caler.mayer()
for (a1,a2),val in zip(bonds,orders):
    print(f'{a1:>3}-{a2:>3}{val:10.4f}')

  1-  2    1.4533
  1-  6    1.4533
  1-  7    0.9305
  2-  3    1.4533
  2-  8    0.9305
  3-  4    1.4533
  3-  9    0.9305
  4-  5    1.4533
  4- 10    0.9305
  5-  6    1.4533
  5- 11    0.9305
  6- 12    0.9305

方向键级

根据pocv算法，将指定的键的两个原子的原子轨道投影到指定的方向上，得到的投影系数矩阵带入Mayer键级计算公式得到方向键级

示例代码

from pywfn.base import Mole
from pywfn.reader import LogReader
from pywfn.bondprop import order
import numpy as np

mol=Mole(LogReader('./mols/C6H6.out'))
caler=order.Calculator(mol)
bond=(1,2)
dir_=np.array([0.,0.,1.])
caler.dirOrder(bond,dir_)

0.46735726935417327

多中心键级

计算公式

对于三中心的键级：

$$I_{ABC}=\sum _{a\in A}\sum _{b\in B}\sum _{c\in C}(PS{)}_{ab}(PS{)}_{bc}(PS{)}_{ca}$$

更多中心的计算方式类似，但是计算量会中心数指数及提升

示例代码

from pywfn.base import Mole
from pywfn.reader import LogReader
from pywfn.bondprop import order

mol=Mole(LogReader('./mols/C6H6.out'))
caler=order.Calculator(mol)
caler.MCBO([1,2,3])

0.24509171545503444

π键级(pocv)

使用pocv方法计算得到的π键级：将每个原子的p分子轨道投影到其法向量方向上，根据得到的投影系数矩阵带入Mayer键级计算得到π键级

示例代码

from pywfn.base import Mole
from pywfn.reader import LogReader
from pywfn.bondprop import order

mol=Mole(LogReader('./mols/C6H6.out'))
caler=order.Calculator(mol)
bonds,orders=caler.piOrder_pocv()
for (a1,a2),val in zip(bonds,orders):
    print(f'{a1:>3}-{a2:>3}{val:10.4f}')

  1-  2    0.6606
  1-  6    0.6606
  1-  7    0.0000
  2-  3    0.6606
  2-  8    0.0000
  3-  4    0.6606
  3-  9    0.0000
  4-  5    0.6606
  4- 10    0.0000
  5-  6    0.6606
  5- 11    0.0000
  6- 12    0.0000

π键级(smo)

根据smo方法得到的分子轨道系数矩阵带入Mayer键级得到的两个原子之间的π键级

示例代码

from pywfn.base import Mole
from pywfn.reader import LogReader
from pywfn.bondprop import order

mol=Mole(LogReader('./mols/C6H6.out'))
caler=order.Calculator(mol)
caler.piOrder_smo((1,2))

挑选的pi轨道有：{16, 19, 20}





0.4746881057106421

HMO键级

使用HMO方法得到的键级

示例代码

from pywfn.base import Mole
from pywfn.reader import LogReader
from pywfn.bondprop import order

mol=Mole(LogReader('./mols/C6H6.out'))
caler=order.Calculator(mol)
bonds,orders=caler.HMO()
for (a1,a2),val in zip(bonds,orders):
    print(f'{a1:>3}-{a2:>3}{val:10.4f}')

  1-  2    0.6667
  1-  6    0.6667
  2-  3    0.6667
  3-  4    0.6667
  4-  5    0.6667
  5-  6    0.6667

分解键级

使用轨道分解法将分子轨道拆分，再分别带入mayer键级计算公式

得到四个键级，分别为：σ键级、πz键级、πx键级、δ键级

示例代码

from pywfn.base import Mole
from pywfn.reader import LogReader
from pywfn.bondprop import order

mol=Mole(LogReader('./mols/C6H6.out'))
caler=order.Calculator(mol)
caler.decompose(bond=(1,2))

array([1.0037, 0.6637, 0.2213, 0.0004])