Multiwfn Wavefunction Analysis

功能说明

使用 Multiwfn 波函数分析程序读取 Gaussian 生成的 .fchk 文件，提取或计算以下信息：

• HOMO / LUMO / HOMO-LUMO gap - 轨道能级信息
• 原子电荷、布居分析 - Mulliken、Hirshfeld、ADCH 等电荷模型
• 分子表面分析 - 体积、表面积、极值、平均值、方差
• 表面映射性质 - 静电势、局域电离能、电子附着能等

触发条件

当需要对 Gaussian 生成的波函数文件进行详细分析时触发。

使用方法

python scripts/run_multiwfn_skill.py \
    --input_path molecule.fchk \
    --other_param "0\n7\n11\n1\nn\n0\n12\n2\n1\n0\n11\nn\n-1\n2\n2\n0\n11\nn\n-1\n2\n4\n0\n11\nn\n-1\n2\n-4\n0\n11\nn\n-1\n2\n12\n0\n11\nn\n-1\n2\n11\n0\n11\nn\n-1\n-1\n22\n0\nq" \
    --threads 32 \
    --output_dir outputs \
    --mout_output_path outputs/molecule.mout \
    --compressed_output_path outputs/output.zip

参数说明

参数	类型	必填	说明
input_path	string	是	输入文件路径（.fchk, .wfn, .wfx 等）
other_param	string	否	Multiwfn 命令序列（多行字符串）
threads	int	否	计算线程数（默认 32）
multiwfn_path	string	否	Multiwfn 安装路径
output_dir	string	是	输出工作目录
mout_output_path	string	是	Multiwfn 主输出日志路径
compressed_output_path	string	是	其他输出文件压缩包路径

输出参数

参数	类型	说明
mout_output_path	string	Multiwfn 主输出日志路径
compressed_output_path	string	其他输出文件压缩包路径

输出结构

输出目录包含：

• *.mout - Multiwfn 主输出日志
• summary.json - 提取的结构化摘要
• stderr.log - 错误日志（如有）
• output.zip - 包含 summary.json 和 stderr.log 的压缩包

summary.json 结构

{
  "tool": "Multiwfn",
  "inputPath": "/path/input.fchk",
  "moutPath": "/path/output.mout",
  "normalExit": true,
  "formula": "H4 C2 O2",
  "atomCount": 8,
  "molecularMass": 60.05204,
  "electronCount": 32.0,
  "numThreads": 32,
  "wavefunctionType": "restricted single-determinant",
  "orbitals": {
    "homo": { "orbitalIndex": 16, "energyAu": -0.271829, "energyEv": -7.396854 },
    "lumo": { "orbitalIndex": 17, "energyAu": 0.009501, "energyEv": 0.258535 },
    "gap": { "energyAu": 0.281330, "energyEv": 7.655389, "energyKjMol": 738.632875 }
  },
  "surfaceAnalyses": [...],
  "populationAnalysis": { "chargeModels": [...] },
  "atomSurfaceContributions": [...]
}

依赖

• Python 3.x
• Multiwfn 3.8+

注意事项

1. 确保已正确安装 Multiwfn 并配置 MULTIWFN_ROOT 环境变量
2. other_param 参数支持多行字符串，每行一个 Multiwfn 命令
3. 当前仅支持 Linux 环境