Predicting Properties of Periodic Systems from Cluster Data: A Case Study of Liquid Water

Description The 1520 water clusters were extracted from Ref. 1. The respective energies and atomic forces were recomputed at the revPBE-D3/def2-TZVP [2-6], B3LYP-D3/def2-TZVP [4-6, 7, 8], and BLYP-D3/def2-TZVP [4-6, 7, 9] level. Format The data is stored in python compressed array format (.npz) with the atomization energy in kcal/mol and atomic forces in kcal/mol/Ang. The data set contains five np.ndarray <pre><code>import numpy as np data = np.load('revpbe.npz') data['R'] # Cartesian coordinates of nuclei in Ang. data['E'] # Total energy in kcal/mol data['F'] # Atomic forces in kcal/mol/Ang. data['N'] # Number of atoms in each structure data['Z'] # Nuclear charges</code></pre> References [1] Molpeceres G., Zaverkin V., and Kästner J., “Neural-network assisted study of nitrogen atom dynamics on amorphous solid water – I. adsorption and desorption,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 499, 1373 (2020). [2] P. E. Blöchl, “Projector augmented-wave method,” Phys. Rev. B 50, 17953 (1994). [3] Y. Zhang and W. Yang, “Comment on “generalized gradient approximation made simple”,” Phys. Rev. Lett. 80, 890 (1998). [4] S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, “A consistent and accurate ab initio parametrization of density functional dispersion correction (DFT-D) for the 94 elements H-Pu,” J. Chem. Phys. 132, 154104 (2010). [5] F. Weigend and R. Ahlrichs, “Balanced basis sets of split valence, triple zeta valence and quadruple zeta valence quality for H to Rn: Design and assessment of accuracy,” Phys. Chem. Chem. Phys. 7, 3297 (2005). [6] F. Weigend, “Accurate Coulomb-fitting basis sets for H to Rn,” Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 1057 (2006). [7] A. D. Becke, “Density-functional thermochemistry. iii. the role of exact exchange,” J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993). [8] P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, and M. J. Frisch, “Ab initio calculation of vibrational absorption and circular dichroism spectra using density functional force fields,” J. Phys. Chem. 98, 11623 (1994). [9] C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, “Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density,” Phys. Rev. B 37, 785 (1988).### 数据集说明 本数据集包含从参考文献[1]中提取的1520个水分子团簇。针对这些团簇，我们在revPBE-D3/def2-TZVP[2-6]、B3LYP-D3/def2-TZVP[4-6,7,8]以及BLYP-D3/def2-TZVP[4-6,7,9]理论水平下重新计算了对应的能量与原子受力。 ### 数据格式 数据以Python压缩数组格式（.npz）存储，其中原子化能单位为kcal/mol，原子受力单位为kcal/mol/Å。本数据集包含五个NumPy多维数组（np.ndarray），示例代码如下： python import numpy as np data = np.load('revpbe.npz') data['R'] # 原子核的笛卡尔坐标，单位：Å data['E'] # 总能量，单位：kcal/mol data['F'] # 原子受力，单位：kcal/mol/Å data['N'] # 每个结构中的原子数目 data['Z'] # 原子核电荷数 ### 参考文献 [1] Molpeceres G.、Zaverkin V.与Kästner J.，"神经网络辅助研究无定形固态水表面的氮原子动力学——I.吸附与脱附"，《皇家天文学会月报》，499卷，1373页（2020年）。 [2] Blöchl P. E.，"投影缀加波方法"，《物理评论B辑：凝聚态物理》，50卷，17953页（1994年）。 [3] Zhang Y.与Yang W.，"对‘广义梯度近似简化版’的评述"，《物理评论快报》，80卷，890页（1998年）。 [4] Grimme S.、Antony J.、Ehrlich S.与Krieg H.，"针对H到Pu共94种元素的密度泛函色散校正（DFT-D）的一致且精确的从头算参数化方案"，《化学物理杂志》，132卷，154104页（2010年）。 [5] Weigend F.与Ahlrichs R.，"针对H到Rn的分裂价、三重ζ价与四重ζ价质量的平衡基组：设计与精度评估"，《物理化学-化学物理》，7卷，3297页（2005年）。 [6] Weigend F.，"针对H到Rn的精确库仑拟合基组"，《物理化学-化学物理》，8卷，1057页（2006年）。 [7] Becke A. D.，"密度泛函热化学III：精确交换的作用"，《化学物理杂志》，98卷，5648页（1993年）。 [8] Stephens P. J.、Devlin F. J.、Chabalowski C. F.与Frisch M. J.，"基于密度泛函力场的振动吸收与圆二色谱从头算"，《物理化学杂志》，98卷，11623页（1994年）。 [9] Lee C.、Yang W.与Parr R. G.，"将Colle-Salvetti相关能公式转化为电子密度泛函的研究"，《物理评论B辑：凝聚态物理》，37卷，785页（1988年）。