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过渡态搜索,如今只需"聊一句"(Protomia 2.6.0)

引子

在计算化学里,过渡态(transition state, TS)决定了反应能否发生、有多快——但它也出了名地难找:往往要反复调试输入文件、凭经验猜测初始结构,再一轮轮排查虚频。

最新版 Protomia(2.6.0) 新增了可用自然语言驱动的过渡态搜索:你用一句话描述反应,AI 智能体便会依次完成反应路径搜索(NEB)、过渡态优化、虚频确认、IRC 验证与反应能量图绘制,并将结果反馈给你。下面是一个完整的示例。

一句话,全流程

我们以经典的氨分子(NH₃)伞形翻转为例。用户只输入了一句话:

「请帮我找到氨分子伞形翻转反应的过渡态,确认虚频,并做 IRC、画出反应能量图。」

随后,智能体自动完成了下面几步。

第一步:NEB 构建反应路径,锁定过渡态 用**力松弛的 CI-NEB(微动弹性带)**在反应物与产物之间构建反应路径,能量最高点即为过渡态初猜,并自动绘制反应能量曲线。

第二步:虚频确认——这是真正的过渡态吗? 对过渡态做频率分析,结果恰好只有一个虚频(−871.1 cm⁻¹),且其振动模式正是"伞形翻转"(氢原子穿过氮原子所在平面)。判定:VALID TS ✓

第三步:IRC 验证反应路径 沿**内禀反应坐标(IRC)**正反两个方向追踪,确认该过渡态确实平滑连接了两个等价的锥形极小(反应物 ↔ 产物),并绘制沿途能量曲线。

结果一览

项目数值
过渡态能量−56.4985 Hartree
虚频−871.1 cm⁻¹
正向能垒6.1 kcal/mol
对称性平面 D₃h(偶极 = 0)
IRC 连接性反应物 ↔ TS ↔ 产物 ✓

算出的能垒 6.1 kcal/mol 与实验值(约 5.8 kcal/mol)相当接近。

这个示例里值得一提的点

  • 对话驱动、全自动:一句自然语言即完成上述全部步骤;智能体在后台自动提交任务、等待并分析结果。
  • AIQM3 模型:本示例由我们的 AIQM3 模型完成,算出的能垒也与实验值相符。
  • 在线即用:无需本地安装,注册后在浏览器中即可运行。

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你可以直接用一句话描述你的反应(给出反应物与产物,或初猜结构),例如:

帮我找到这个反应的过渡态:
反应物:NH3(金字塔构型)
产物:NH3(翻转后的金字塔构型)
请做 NEB → 频率确认 → IRC,并画出反应能量图。

(如需,可附上 XYZ 结构文件,AI 会自动完成其余步骤。)

文末附:About-me(中文)+ QQ 交流群 —— 见 boilerplate。

#计算化学 #机器学习 #人工智能 #过渡态 #AI智能体

Format → 公众号文章:嵌入横版视频ts_landscape_smooth.mp4)+ 关键图(NEB/IRC 能量曲线、汇总表)。视频号:改用竖版视频ts_portrait_smooth.mp4)。